Pourquoi mettre des télescopes dans l'espace ?
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Fin 2021, le télescope James Webb sera mis en orbite pour devenir le successeur du télescope spatial Hubble qui fonctionne en orbite basse depuis 1990. Le "JWT" est en développement depuis plus de 20 ans et nous permettra de mieux comprendre les origines de l'univers, la formation des étoiles et des galaxies, et, espérons-le, même d'obtenir des images directes des exoplanètes. Mais pourquoi les astronomes mettent-ils des télescopes dans l'espace alors que ceux qui sont au sol semblent fonctionner suffisamment bien ?
Les avantages des télescopes spatiaux
Il y a cinq raisons principales pour lesquelles l'installation d'un télescope dans l'espace présente un avantage par rapport à un télescope au sol et nous examinerons chacune d'entre elles individuellement.
- Pas de pollution lumineuse
- Pas de limite uniquement pour la nuit
- Une meilleure résolution
- Un spectre de longueurs d'onde plus large
- Pas de mauvais temps
Pas de pollution lumineuse
La pollution lumineuse est l'effet que les lumières de la ville ont sur le ciel, le rendant plus lumineux et rendant donc plus difficile l'observation des étoiles. C'est pourquoi, dans les grandes villes, seules quelques-unes des étoiles les plus brillantes peuvent être vues dans le ciel nocturne. C'est également la raison pour laquelle des observatoires modernes avancés sont construits dans des zones éloignées de cette pollution.
L'installation d'un télescope dans l'espace résout ce problème, car il n'y a pas de lumière artificielle pour perturber les miroirs récepteurs.
Pas de limite nocturne
La lumière du Soleil est si brillante qu'elle limite le temps de télescope au sol à la seule nuit car elle ne nous permet pas d'observer les étoiles pendant la journée. Comme il n'y a ni jour ni nuit dans l'espace, on peut utiliser un télescope en permanence, ce qui triple presque son temps effectif. Cela aide les astronomes à étudier une plus grande partie de l'univers.
Mais attendez. La lumière du soleil ne serait-elle pas plus brillante dans l'espace puisqu'il n'y a pas d'atmosphère ? Cela n'affecte-t-il pas les télescopes spatiaux ? Eh bien, pas vraiment. Vous pouvez simplement prévoir cela et pointer le télescope dans l'autre sens. Comme la lumière doit rebondir sur quelque chose pour être capturée, la pollution n'est pas un problème. Si vous voulez étudier quelque chose qui se trouve derrière le Soleil, vous pouvez attendre quelques mois jusqu'à ce que l'orbite de la Terre le mette de l'autre côté, puis l'examiner.
Une meilleure résolution
L'atmosphère terrestre est un gros problème pour regarder les étoiles. Un des nombreux problèmes qu'elle crée est qu'elle déforme légèrement la lumière qui la traverse et en diffuse une partie. Cela signifie que les images que nous recevons ont une résolution plus faible et sont déformées. Lorsque vous avez affaire à des objets très éloignés et que la lumière qui nous atteint est déjà faible, cela limite notre capacité à regarder certaines zones du ciel avec précision.
Il existe de nouvelles techniques sophistiquées pour résoudre le problème de la résolution, comme l'utilisation de lasers et de superordinateurs pour traiter et affiner les images. Cependant, la façon la plus efficace de contourner le problème est de simplement placer le télescope au-delà de l'atmosphère.
Un spectre de longueur d'onde plus large
Vous vous rappelez peut-être de vos premiers cours de sciences que l'atmosphère terrestre rebondit ou absorbe certains types de rayonnement. Plus précisément, certains types de longueurs d'onde dans le spectre ultraviolet et infrarouge. Cela fonctionne très bien pour nous, les humains, car ces types de rayonnement sont mortels pour nous, mais c'est embêtant pour l'astronomie car cela signifie que nous n'obtenons qu'une petite quantité d'informations.
Les scientifiques peuvent utiliser les rayons X, les rayons gamma et d'autres types de rayonnement UV pour déterminer avec plus de précision la température et la composition des étoiles et des planètes. Comme ces informations ne nous parviennent pas au niveau du sol terrestre, il est vraiment utile d'envoyer un télescope en orbite pour les traiter.
Pas de mauvais temps
Nous ne serons vous dire combien de nuits d'astronomes amateurs ont été gâchées par une nuit nuageuse, brumeuse et/ou pluvieuse. Tout comme la nuit, le temps réduit la fenêtre temporelle dont nous disposons pour observer le ciel. L'absence de nuages dans l'espace signifie que vous pouvez utiliser le télescope tout le temps.
Les inconvénients des télescopes spatiaux
De l'autre côté de la médaille, la mise en orbite d'un télescope présente également certains inconvénients. Si en mettre un en place était une tâche facile, il n'y aurait aucune raison pour nous de continuer à construire de grands observatoires ici-bas. Examinons certains des aspects les plus négatifs des télescopes spatiaux.
Coût
C'est vraiment le plus point le plus important. Construire un télescope de 44 pieds avec des miroirs parfaitement alignés, des capteurs ultraviolets et de nombreuses caméras qui peuvent résister à l'environnement hostile de l'espace est coûteux. Et ce n'est qu'un début. Il faut encore mettre plus de 11 tonnes dans une fusée et la lancer dans l'espace. Ensuite, vous devez envoyer des missions de maintenance régulières si quelque chose ne va pas.
Le coût de l'installation du télescope Hubble dans l'espace s'est élevé à 4,7 milliards de dollars. En 2010, selon une estimation des coûts cumulés, y compris la maintenance, le coût total de Hubble s'élevait à environ 10 milliards de dollars.
Des réparations difficiles
Si un instrument critique du télescope spatial tombe en panne ou fonctionne mal pour une raison quelconque, le remplacer n'est pas une tâche facile. Vous devez envoyer des astronautes formés pour le réparer et espérer que vous savez réellement quel est le problème. Si vous le diagnostiquez mal sur Terre et que le problème est complètement différent, vous gaspilleriez une mission entière.
Le télescope Hubble a subi au moins cinq grandes missions d'entretien au cours desquelles ses miroirs, gyroscopes, panneaux solaires, caméras et autres instruments ont été remplacés. Mais cela coûte cher et demande beaucoup de travail. À un moment donné au cours des premières années, la NASA a même envisagé d'abandonner le projet après avoir découvert qu'un des miroirs n'était pas correctement poli et qu'il envoyait des images floues. En fait, à cette époque, le Hubble était considéré comme un échec et un gaspillage d'argent. Ce n'est que lors de la première mission de service en 1993 qu'il a commencé à fonctionner comme prévu.
Combien y a-t-il de télescopes dans l'espace ?
Il y a actuellement environ 25 télescopes actifs. La plupart d'entre eux sont sur l'orbite terrestre, à quelques exceptions près, comme le télescope spatial Spitzer qui a été envoyé en orbite autour du Soleil en 2003.
La plupart des télescopes spatiaux sont également construits pour des fréquences spécialisées comme les rayons gamma, les rayons X ou l'infrarouge. Seuls quelques-uns, comme le télescope Hubble, sont focalisés sur le spectre de la lumière visible. Vous pouvez trouver une liste de tous les télescopes spatiaux actifs et désaffectés sur Wikipédia.
Et maintenant ?
Quelques télescopes spatiaux vraiment ambitieux devraient être lancés dans les prochaines années. Par exemple, une initiative privée, l'International Lunar Observatory Association, espère installer un petit télescope (ILO-1) au pôle sud de la Lune comme premier test pour un observatoire lunaire permanent.
Comme mentionné dans l'introduction, le télescope James Webb sera également lancé fin 2021 (celui-ci était prévu initialement en mars 2021) et deviendra une version plus avancée du télescope Hubble.
