Le télescope spatial Hubble est un télescope en orbite à environ 600 kilomètre d‘altitude.
Il effectue un tour complet de la Terre
toutes les 100 minutes.
Il pèse environ 11 tonnes, fait 13,2 mètres de long, a un diamètre maximum de
4,2 mètres et a coûté 1.4 milliards d’euros.
Il est nommé en l'honneur de
l'astronome Edwin HUBBLE.
Ce télescope a une résolution optique meilleure que 0,1 seconde d'arc.
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Lancement initialement prévu en décembre 1983. 1981 : la construction débute à Baltimore au Maryland. 1985 : télescope assemblé et prêt à lancer. 28 jan. 1986 : explosion de la navette spatiale peu après le décollage. 1986 à 1990 : quelques améliorations sont apportées au télescope spatial. |
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| Son lancement, effectué le 24 avril 1990 par la navette spatiale Discovery, est le fruit d'un long travail de recherche de la NASA et de l'Agence spatiale européenne. |
Travailler en dehors de l'atmosphère a
des avantages parce que l'atmosphère obscurcit les images et absorbe le
rayonnement électromagnétique à certaines longueurs d'onde, principalement dans
l'infrarouge. De plus les turbulences atmosphériques sont également évitées,
même si actuellement les télescopes au sol peuvent les corriger à l'aide
d'optiques adaptatives.
Hubble a révolutionné l'astronomie moderne, en étant non seulement un outil
efficace pour faire de nouvelles découvertes, mais aussi en conduisant la
recherche astronomique en général.
Batteries
Chacune des six batteries du
télescope Hubble se compose de 22 cellules en série. Elles sont équipées avec
des appareils de chauffage, des contrôleurs comme des capteurs de mesure de
pression, de courant, et de la température des appareils de mesure…
Trois batteries sont emballées dans des modules d'environ 91 x 81 x 28 cm et
pesant environ 209 kg.
Chacun des deux modules est équipé avec deux grandes poignées jaunes que les
astronautes utilisent comme module de manœuvre dans et hors du télescope dans
l'espace.
Gyroscopes
Les gyroscopes font partie du
système de pointage de Hubble. Ils signalent tout petits mouvements de l'engin
spatial de Hubble au système de commande. Les ordinateurs commandent alors que
les roues de réaction de filage maintiennent la sonde à l'endroit désiré.
L’ensemble complet de gyroscope est au nombre de six, placés dans trois senseurs
stellaire (UAR), contenant chacun deux gyroscopes.
NOBL
Hubble est protégé par des
couvertures externes à plusieurs couches. Elles maintiennent les températures
normales afin de permettre le fonctionnement de l'équipement électronique de
Hubble. Quelques dégâts à ces couvertures externes ont été découverts pendant la
seconde intervention de la mission en 1997 et l'usure supplémentaire se voyait
dans chaque visite suivante au télescope.
Commençant avec l'entretien de la mission 3A en 1999, les astronautes ont
commencé à couvrir Hubble de feuilles permanentes appelées la Nouvelle Couche
Générale Extérieure (NOBL). Puis, le NOBLS est conçu pour protéger les
couvertures externes de Hubble, il s’agit d’un recouvrement par des feuilles de
métal en acier inoxydable coupée pour s’adapter à chaque porte. Chaque
couverture est soutenue par un cadre d'acier.
SIC*DH
Le Contrôle d'Instrument de
Science et l'Entraîneur de Données (SIC*DH) l'unité est un ensemble de
composants électroniques attachés à un plateau monté sur la porte de Baie 10
dans la Section d'Équipement de Module de Systèmes d'Appui.
Les composants de l'unité SIC*DH sont : l'Ordinateur standard de Vaisseau
spatial de NASA; deux interfaces standard font le lien de tableaux pour
l'ordinateur; deux unités de commande et formateur de données de sciences (CU-SDF),
modules d'unité centrale; une unité de commande de puissance; deux interfaces à
distance et à mémoire diverse, données et lignes de communications de commande
connectés par coupleurs.
Ces composants sont surabondants donc le système peut se rétablir de n’importe
quel simple échec.
Le 27 septembre 2008, l'échec de Côté A CU/SDF a forcé l'ajournement de la
mission d’entretien prévu en octobre à mi 2009. Tandis que les ingénieurs de
NASA étaient capables de commuter au côté B CU/SDF, ils ne pouvaient pas laisser
un composant si important incapable de se remettre d'un simple échec. Puisqu'une
pièce détachée SIC*DH est disponible, son remplacement sera ajouté à la mission
SM4 reprogrammée
SCM
Le Mécanisme de Capture en
douceur (SCM) est un dispositif, ayant la forme d’un anneau, attaché à la
cloison arrière de Hubble.
Il est conçu pour une utilisation future de sécurité quand le télescope en
orbite sera à la fin de sa durée de vie utile d'une prochaine génération
d'engins spatiaux véhicule. Il permet un système d'amarrage d'Impact Bas.
Panneaux solaires
Les panneaux solaires (SA3) sont
des tableaux rigides, qui ne sont pas roulés et donc plus robustes. Bien que
d'un tiers plus petit que les deux premières paires (la paire d'origine et
celles installées au cours de SM1), ils produisent 30 pour cent plus de
puissance. Ils sont moins sensibles aux températures extrêmes et leur petite
taille permet de réduire les effets de la traînée atmosphérique sur les engins
spatiaux.
ACS
L'Appareil photo Avancé pour les
Enquêtes (ACS) a été installé dans Hubble par l'équipage de la Navette spatiale
la Columbia (STS-109) pendant l'Entretien de la Mission 3B, qui est survenu le 1
mars jusqu'au 12 mars 2002. Avec son large champ de vue, qualité d'image superbe
et la sensibilité exquise, l'Appareil photo Avancé pour les Enquêtes (ACS) a 10
fois plus de pouvoir d’ouverture que l'appareil photo qu'il a remplacé (WFPC 2).
ACS est devenu surtout inopérant en janvier de 2007, mais est désigné pour des
réparations dans SM4.
COS
Le Spectrographe ultraviolet est
un spectrographe de résolution moyenne spécialement destiné pour observer dans
le lointain et près des régions ultraviolettes du spectre électromagnétique.
La région ultraviolette est particulièrement intéressante pour observer de hauts
objets d'énergie comme de jeunes étoiles chaudes et objets quasi-stellaires (QSO's).
Il permet aussi de déterminer la composition et le caractère du médium
intergalactique (IGM) et le médium interstellaire.
FGS
Les Détecteurs sont des capteurs
optiques utilisés sur le Télescope pour lui fournir des informations
d’observation aussi comme un instrument scientifique pour la science
astrométrique.
Un FGS loge une collection de miroirs, des lentilles, des prismes et des tubes
de photomultiplicateur...
Hubble a trois capteurs situés aux intervalles à 90 degrés autour de sa
circonférence. Deux FGS sont utilisés pour se bloquer sur « les étoiles de guide
» et diriger le télescope sur un objectif astronomique et maintenir la cible
dans le champ de vision d'un instrument scientifique. Le troisième FGS peut
alors être utilisé comme un instrument scientifique pour l'astrométrie.
NICMOS
La Caméra Infrarouge et le
Spectromètre de multi objets (NICMOS) fournissent des capacités d'image dans des
filtres de bande larges, moyens et étroites.
STIS
Le Télescope Spatial Reflétant
le Spectrographe (STIS) est un spectrographe d’utilisation variée. Ses
performances spectroscopiques vont aussi bien de la gamme en couleur de
l'ultraviolet et dans le fait de refléter presque infrarouge.
WFC3
Il s’agit d’une caméra qui
contient deux canaux qui offrent un grand champ chromatique s'étendant de
l'ultraviolet par le presque infrarouge. Suite à ses capacités uniques, WFC3
deviendra la bête de somme de Hubble.
Principe de recomposition d'une image
L'assemblage optique du télescope Hubble se compose de deux miroirs. Ce système est une conception de Ritchey-Chretien. Il s’agit d’un télescope de type Cassegrain particulier, conçu pour éliminer l'aberration optique appelée coma. Ce type de télescope fournit un champ d'observation relativement large comparé à une conception plus conventionnelle. Dans le télescope Ritchey-Chrétien, le miroir primaire et le miroir secondaire sont hyperboliques.
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Schéma 1 : La
lumière entre dans l’ouverture de Hubble et voyage vers le bas de
l'enceinte. L'enceinte est une surface qui élimine la lumière perdue. La
lumière est reflétée par le miroir primaire qui mesure environ 2.4
mètres de diamètre. |
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| Schéma 1 | Schéma 2 | ||
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Schéma 3 : Le miroir secondaire, mesurant environ 0.3 m de diamètre reçoit la lumière. Il reflète à son tour la lumière convergente en arrière vers le miroir primaire par un cylindre central.
La
lumière voyage par un trou dans le miroir primaire, atteint le foyer
(plan focal), où les instruments de science examinent la lumière. |
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| Schéma 3 | Schéma 4 | ||
Les premières images fournies par le télescope ont généralement été considérées comme très décevantes par les astronomes et tous ceux concernés par le projet.
Ces images étaient floues et, malgré le traitement d'image, n'atteignaient pas la résolution prévue.
Galaxie M100
avant et après la pose de l’ensemble correcteur
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Il fut établi que la société Perkin-Elmer en charge de tailler le miroir principal, avait légèrement trop aplati les bords à cause d'un mauvais étalonnage de l'instrument de vérification de courbure. Ce problème aurait pu être détecté avant le lancement mais ne le fut pas pour des raisons économiques. Ce défaut de courbure étant malgré tout homogène, il put être corrigé via un ensemble correcteur. |
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Le télescope a été visité cinq fois par
des astronautes opérant à partir de navettes spatiales afin de corriger les
défauts de fonctionnement et d'installer de nouveaux équipements.
De plus, en raison du freinage atmosphérique, le télescope perd lentement de
l'altitude tout en prenant de la vitesse. A chacune de ces visites d'entretien,
le télescope est replacé à une orbite plus haute à l'aide de la navette.
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Décembre 1993: première mission d'entretien (STS-61):
Différents instruments et équipements ont installés. |
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Février 1997: mission d'entretien n°2 (STS-82) : Remplacement des spectrographes : haute résolution et celui pour objets faibles par un nouveau spectrographe et ajout une nouvelle caméra infrarouge couplée à un spectrographe multi objets (NICMOS).
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Décembre 1999: Mission d'entretien 3A (STS-103):
Trois senseurs stellaires contenant deux gyroscopes chacun qui étaient
devenus défectueux ont été remplacés, ainsi qu’un transmetteur tombé en
panne en 1998. |
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Mars 2002: Mission d'entretien 3B (STS-109):
Elle permit de réparer et d'améliorer plusieurs pièces. |
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Mai 2009 5ème mission d'entretien(STS-125):
Dernière mission faite par la navette spatiale. Pour cela il a fallu :
• Remplacer les 6 batteries.
Cette mission réalisée par l'équipage de la navette spatiale Atlantis
a duré 11 jours. |
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Une image époustouflante qui n'est qu'un tout petit exemple des clichés fabuleux réalisés grâce au télescope HUBBLE. Pour visualiser ces merveilles, connectez vous sur le site "Hubble héritage". |
Bibliographie: Wikipédia
Corinne LAMAISON et Béatrice BAUDIS
Octobre 2009
