Le 24 avril 2025, le télescope spatial Hubble a célébré son 35e anniversaire en orbite. Trente-cinq ans pour un instrument conçu pour durer 15 ans — voilà déjà un record remarquable. Mais ce qui impressionne vraiment, c’est ce qu’il a produit : plus de 1,6 million d’observations scientifiques, 1,4 million d’heures d’observation, plus de 21 000 articles scientifiques publiés à partir de ses données, et une place dans la culture populaire que peu d’instruments scientifiques ont jamais atteinte. Alors qu’il fonctionne désormais en mode mono-gyroscope depuis juin 2024, Hubble continue de produire de la science de premier plan, aux côtés de son successeur partiel, le James Webb. Alors, qu’est-ce que le télescope Hubble ? Un télescope de 2,4 mètres en orbite autour de la Terre, lancé le 24 avril 1990, devenu l’observatoire le plus productif de l’histoire de l’astronomie. Voici l’état à jour de sa mission, de ses découvertes et de son avenir.
La genèse du télescope Hubble
L’idée d’un télescope en orbite remonte à l’aube de l’ère spatiale, bien avant que les premiers satellites ne soient lancés. Elle naît dans l’esprit de quelques pionniers de l’astronautique et de l’astronomie, qui avaient compris que l’atmosphère terrestre — bénédiction pour la vie mais malédiction pour les astronomes — limitait drastiquement ce qu’on pouvait observer depuis le sol.
Les premières propositions et la vision de Spitzer
Dès 1923, le physicien allemand Hermann Oberth mentionne l’idée d’un télescope lancé par fusée dans son livre Die Rakete zu den Planetenräumen. Mais c’est l’astrophysicien américain Lyman Spitzer Jr. qui, en 1946, publie le premier véritable article scientifique sur le sujet, intitulé Astronomical Advantages of an Extra-Terrestrial Observatory. Dans ce texte, Spitzer énonce avec clarté les deux avantages fondamentaux d’un observatoire spatial : l’élimination des distorsions atmosphériques (le « seeing » des astronomes), et l’accès aux longueurs d’onde bloquées par l’atmosphère (ultraviolet et infrarouge).
« Les bénéfices scientifiques majeurs seraient de deux ordres. D’abord, le pouvoir de résolution, et donc l’échelle de détail observable, seraient augmentés cinq à dix fois au moins. Ensuite, la gamme de longueurs d’onde observables serait radicalement étendue à l’ultraviolet et à l’infrarouge. »
— Lyman Spitzer Jr., Astronomical Advantages of an Extra-Terrestrial Observatory, RAND Corporation, 1946
Spitzer passera une grande partie de sa carrière à militer pour ce projet. Ses efforts aboutissent en 1969 quand l’Académie nationale des sciences américaine recommande formellement la construction d’un grand télescope spatial. En 1977, le Congrès approuve le financement. Le Goddard Space Flight Center (NASA) coordonne le développement, le Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore est créé en 1981 pour gérer les opérations scientifiques, et l’Agence spatiale européenne (ESA) devient partenaire minoritaire (environ 15 %) en échange d’un accès garanti au temps d’observation et de la fourniture de deux instruments. Le télescope est nommé en l’honneur d’Edwin Hubble, l’astronome qui avait démontré en 1929 l’expansion de l’univers.
Relever les défis : financement et ingénierie
Le programme Hubble a coûté approximativement 2,5 milliards de dollars à la construction, mais son coût total (lancement, cinq missions d’entretien, opérations) dépasse largement les 16 milliards de dollars actualisés. Le prévu pour 1983, le lancement est successivement repoussé — d’abord par les dépassements budgétaires, puis par la catastrophe de Challenger en janvier 1986, qui paralyse le programme de navette spatiale pendant trois ans.
L’ingénierie du télescope est un défi colossal. Il faut un instrument capable de résister aux contraintes thermiques de l’espace (des variations de 100 °C entre jour et nuit orbitale), maintenir un pointage d’une précision extraordinaire (l’équivalent de viser une pièce de monnaie à 300 km), et être conçu pour des réparations en orbite par des astronautes en combinaison spatiale — une première historique. Le miroir primaire de 2,4 mètres est fabriqué par Perkin-Elmer, ce qui se révélera être une décision aux conséquences désastreuses.
Lancement et premières missions
Après des années d’attente, Hubble prend enfin place dans la soute de la navette spatiale Discovery.
Le lancement de 1990 : triomphes et tribulations
Le 24 avril 1990, à 12h33 UTC, la navette Discovery (mission STS-31) décolle de Cape Canaveral avec Hubble à son bord. Le lendemain, les astronautes déploient le télescope à une altitude de 547 km. L’instrument mesure 13,3 mètres de long, pèse 11 tonnes, et file à 27 300 km/h. Il effectue un tour complet de la Terre en 95 minutes. Les premières images sont attendues avec fébrilité par toute la communauté astronomique mondiale.
Les premières images arrivent en mai 1990. Et c’est la catastrophe. Les photos sont floues, les étoiles entourées de halos diffus, la résolution très inférieure à ce qui était promis. Après analyse, le diagnostic tombe : le miroir primaire souffre d’aberration sphérique. Il a été poli à la mauvaise courbure — son bord est trop plat de 2,2 microns (un cinquantième de l’épaisseur d’un cheveu) par rapport à la spécification. Catastrophique à l’échelle optique. L’enquête montre que Perkin-Elmer a mal étalonné l’appareil de test (un reflective null corrector) dès 1981 ; l’erreur est passée inaperçue parce qu’un test indépendant avec un instrument moins précis avait été jugé suffisant. Le président George H. W. Bush doit annoncer publiquement les déboires du programme, et Hubble devient l’objet de plaisanteries dans la presse et les émissions de télévision.
L’incident du miroir défectueux et sa résolution
La NASA refuse pourtant de se résigner. Puisque le miroir ne peut pas être changé en orbite (opération trop complexe), les ingénieurs conçoivent une solution brillante : fabriquer un système de miroirs correcteurs qui compenserait exactement l’erreur d’aberration, à la manière de « lunettes » pour le télescope. Ce dispositif, baptisé COSTAR (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement), remplacerait l’un des instruments scientifiques.
En décembre 1993, la première mission d’entretien (SM1) embarque à bord de la navette Endeavour. Les astronautes effectuent cinq sorties extravéhiculaires, installent COSTAR et remplacent également la caméra planétaire par une version corrigée (WFPC2 intègre directement sa propre correction optique). Les premières images post-réparation, publiées le 13 janvier 1994, stupéfient : Hubble voit enfin clair. C’est l’une des opérations de réparation en orbite les plus complexes jamais réussies, et l’un des grands succès techniques de la NASA.
Merveilles technologiques
Derrière son apparence sobre de cylindre aluminisé, Hubble est une machine d’une complexité extraordinaire.
Caractéristiques techniques
Le miroir primaire, d’un diamètre de 2,4 mètres, est le cœur optique de l’instrument. Il est poli avec une précision de l’ordre du nanomètre — si le miroir avait la taille de l’océan Atlantique, aucune vague ne dépasserait 5 cm. Sa surface est revêtue d’aluminium (75 nm) et d’une couche protectrice de fluorure de magnésium (25 nm) pour maximiser la réflectivité en ultraviolet. La lumière collectée est renvoyée sur un miroir secondaire de 30 cm, puis dirigée vers les instruments scientifiques situés derrière le miroir primaire.
Hubble est alimenté par deux panneaux solaires qui produisent environ 5 kW. Les données sont stockées sur des disques durs spatiaux et transmises à la Terre via les satellites relais TDRSS. Le pointage est assuré par un système sophistiqué combinant fine guidance sensors, capteurs solaires, magnétomètres, détecteurs d’étoiles et gyroscopes.
L’évolution des instruments au fil des missions
Hubble a été profondément transformé au cours de ses cinq missions d’entretien. Les instruments d’origine ont presque tous été remplacés par des versions plus performantes. Le tableau ci-dessous récapitule cette évolution.
| Mission | Date | Navette | Actions principales |
|---|---|---|---|
| Lancement STS-31 | 24 avril 1990 | Discovery | Déploiement initial |
| SM1 (STS-61) | Décembre 1993 | Endeavour | Installation COSTAR, remplacement WF/PC → WFPC2 |
| SM2 (STS-82) | Février 1997 | Discovery | Installation STIS et NICMOS |
| SM3A (STS-103) | Décembre 1999 | Discovery | Remplacement des 6 gyroscopes défaillants |
| SM3B (STS-109) | Mars 2002 | Columbia | Installation ACS, remplacement panneaux solaires |
| SM4 (STS-125) | Mai 2009 | Atlantis | Installation WFC3 et COS, réparation ACS et STIS |
Depuis 2009, les instruments actifs sont la Wide Field Camera 3 (WFC3), qui observe en ultraviolet, visible et proche infrarouge ; l’Advanced Camera for Surveys (ACS), spécialisée dans l’imagerie grand champ ; le Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), spectrographe haute résolution ; et le Cosmic Origins Spectrograph (COS), dédié au lointain ultraviolet. L’instrument NICMOS, installé en 1997, a été définitivement désactivé en 2009.
Les contributions scientifiques majeures
Si Hubble est devenu iconique, c’est par la qualité et la quantité de ses découvertes. Plusieurs d’entre elles ont littéralement transformé l’astronomie moderne.
L’âge de l’univers et la constante de Hubble
Dans les années 1990, une des grandes questions ouvertes de la cosmologie était la valeur exacte de la constante de Hubble — le taux d’expansion de l’univers. Les estimations terrestres variaient de 50 à 100 km/s/Mpc selon les méthodes, avec des implications très différentes pour l’âge de l’univers. L’équipe du projet clé de Hubble, dirigée par Wendy Freedman, a utilisé le télescope pour observer les céphéides — des étoiles variables dont la luminosité permet de mesurer les distances — dans de nombreuses galaxies proches. En 2001, ils ont publié une valeur définitive de 72 ± 8 km/s/Mpc, qui a fixé pour la première fois l’âge de l’univers à environ 13,7 milliards d’années avec une précision raisonnable.
La découverte de l’énergie noire
À la fin des années 1990, deux équipes rivales utilisent Hubble pour observer des supernovas de type Ia dans des galaxies très lointaines, avec pour objectif de mesurer le ralentissement attendu de l’expansion cosmique. Surprise : leurs mesures révèlent que l’expansion accélère, au lieu de ralentir. Cette découverte, publiée en 1998, implique l’existence d’une « énergie noire » qui pousse l’univers à se dilater de plus en plus vite. Elle vaudra le prix Nobel de physique 2011 à Saul Perlmutter, Brian Schmidt et Adam Riess. C’est probablement la contribution scientifique la plus importante de Hubble.
Les Deep Fields : l’univers primordial
En décembre 1995, les opérateurs de Hubble font un pari audacieux : pointer le télescope pendant 10 jours continus vers une région apparemment vide du ciel, de la taille d’un quart de Lune vue à bout de bras. Le résultat — le célèbre Hubble Deep Field — révèle environ 3 000 galaxies jamais observées, dont certaines à plus de 12 milliards d’années-lumière. Une bande de ciel apparemment vide contenait en réalité un univers miniature, peuplé de galaxies jeunes en pleine formation.
L’expérience a été répétée avec plus d’ambition encore : l’Ultra Deep Field (2003-2004), accumulant 11 jours d’exposition, a révélé 10 000 galaxies. Puis l’eXtreme Deep Field (2012), combinant 10 ans d’observations pour un total de 50 jours d’exposition cumulée, a atteint la limite observationnelle absolue. Ces images restent parmi les plus profondes jamais capturées — même le JWST les complète plutôt qu’il ne les remplace.
Autres découvertes emblématiques
La liste des contributions de Hubble est trop longue pour être exhaustive, mais quelques images sont devenues iconiques. Les Piliers de la Création (1995), trois colonnes de gaz et de poussière dans la nébuleuse de l’Aigle où naissent de nouvelles étoiles, sont probablement l’image astronomique la plus reproduite de tous les temps. Hubble a confirmé l’existence de trous noirs supermassifs au centre des galaxies, détecté les premières atmosphères d’exoplanètes, mesuré le mouvement propre de la galaxie d’Andromède, cartographié la matière noire par lentille gravitationnelle, observé des impacts cométaires sur Jupiter (Shoemaker-Levy 9 en 1994), et fourni des vues spectaculaires de notre propre système solaire, de Mars à Pluton.
Statut actuel et avenir de Hubble
Trente-cinq ans après son lancement, Hubble est un vétéran qui montre son âge — mais qui refuse toujours de passer la main.
Le mode mono-gyroscope depuis 2024
Hubble a été conçu pour fonctionner avec six gyroscopes (trois actifs + trois de secours), remplacés collectivement lors de la dernière mission SM4 en 2009. Ces gyroscopes de précision sont cependant les composants les plus vulnérables : leurs « fils souples » (flex leads, de l’épaisseur d’un cheveu) se dégradent progressivement par corrosion. En 2024, après une série de défaillances, un seul gyroscope fonctionnel reste en service normal, un autre étant gardé en réserve pour l’avenir. Le 4 juin 2024, la NASA annonce la transition définitive vers un mode mono-gyroscope, qui reprend un plan de contingence élaboré dès le début des années 2000.
Ce mode impose quelques limitations : Hubble pointe moins rapidement vers ses cibles, ne peut plus suivre les objets se déplaçant plus vite que Mars dans le ciel (moins de 1 % de son activité historique), et perd environ 12 % d’efficacité (de 85 à 75 orbites d’observation par semaine). Mais les observations scientifiques continuent sans dégradation de la qualité d’image. La NASA estime aujourd’hui qu’il y a plus de 70 % de chances que Hubble dispose encore d’au moins un gyroscope fonctionnel en 2035.
La question du rehaussement orbital
L’orbite de Hubble, à environ 515 km d’altitude en 2026 (elle a perdu quelques dizaines de kilomètres depuis 1990 par frottement atmosphérique résiduel), continue de décroître lentement. Sans intervention, le télescope effectuera sa rentrée atmosphérique autour de 2035. Depuis 2022, la NASA étudie en collaboration avec SpaceX la possibilité d’une mission privée pour rehausser son orbite, voire installer de nouveaux gyroscopes — le projet Polaris, proposé par l’entrepreneur Jared Isaacman, était un candidat. En juin 2024, la NASA a cependant écarté cette option à court terme, jugeant les risques techniques supérieurs aux bénéfices scientifiques potentiels, notamment la contamination possible du miroir par les gaz propulsifs. La question pourrait être réexaminée à l’avenir.
Hubble aux côtés du JWST et au-delà
Depuis juillet 2022, Hubble partage la scène avec son cousin infrarouge, le James Webb Space Telescope. Loin d’être en concurrence, les deux instruments sont complémentaires : Hubble excelle en lumière visible et ultraviolette, domaines où le JWST ne peut pas observer ; le JWST domine en infrarouge profond, là où Hubble est limité. De nombreuses études combinent aujourd’hui leurs données — par exemple pour distinguer les composantes stellaires jeunes (UV, visible) des nuages de poussière (infrarouge) dans les galaxies proches.
D’autres télescopes spatiaux majeurs viendront compléter cette flotte dans les années à venir : Euclid de l’ESA (opérationnel depuis juillet 2023) cartographie la matière noire ; le Nancy Grace Roman Space Telescope de la NASA, prévu pour fin 2026 ou 2027, offrira un champ de vue 100 fois plus grand que Hubble ; le futur Habitable Worlds Observatory (HWO), envisagé pour les années 2040, pourrait enfin détecter directement des biosignatures sur des exoplanètes similaires à la Terre.
Conclusion : l’œil qui a changé notre vision du cosmos
Trente-cinq ans après son lancement, Hubble reste l’instrument scientifique le plus productif de l’histoire — non seulement par la quantité de données produites, mais aussi par l’impact culturel et scientifique profond de ses images et découvertes. Du fiasco initial du miroir à sa transformation en icône culturelle, de la mesure de la constante de Hubble à la détection de l’énergie noire, l’histoire de ce télescope est celle d’une persévérance humaine exceptionnelle. Quand Hubble finira par rentrer dans l’atmosphère, probablement dans la décennie 2030, il aura redéfini ce que signifie « voir l’univers ». Et pendant qu’il continue à produire de la science en mode mono-gyroscope, une nouvelle génération d’observatoires prend déjà le relais, bâtie sur les fondations qu’il a établies. Lyman Spitzer, décédé en 1997 après avoir vu son rêve de 1946 enfin réalisé, avait vu juste : le ciel est bien plus vaste et merveilleux quand on le regarde depuis au-dessus de l’atmosphère.
FAQ — Questions fréquentes sur le télescope Hubble
Quand le télescope Hubble a-t-il été lancé ?
Le télescope spatial Hubble a été lancé le 24 avril 1990 à 12h33 UTC depuis Cape Canaveral, en Floride, à bord de la navette spatiale Discovery (mission STS-31). Il a été déployé le lendemain à une altitude d’environ 547 km. Conçu pour durer 15 ans, il est en service depuis maintenant plus de 35 ans — soit plus du double de sa durée de vie prévue. Il a célébré son 35e anniversaire en avril 2025.
Hubble fonctionne-t-il encore aujourd’hui ?
Oui, Hubble est toujours opérationnel en 2026, bien qu’en mode mono-gyroscope depuis juin 2024. La NASA a effectué cette transition après la défaillance progressive de plusieurs gyroscopes. Le télescope continue de produire des observations scientifiques de premier plan, avec environ 12 % d’efficacité en moins que son mode normal. La NASA estime qu’il y a plus de 70 % de chances qu’il reste partiellement fonctionnel jusqu’en 2035, date à laquelle il effectuera probablement sa rentrée atmosphérique.
Quelle est la différence entre Hubble et le James Webb ?
Hubble et le JWST sont complémentaires, pas rivaux. Hubble, en orbite terrestre basse (547 km), observe principalement en lumière visible et ultraviolette, domaines où le JWST ne peut pas travailler. Le JWST, situé au point de Lagrange L2 à 1,5 million de km de la Terre, observe en infrarouge proche et moyen, ce qui lui permet de voir les galaxies les plus anciennes et les atmosphères d’exoplanètes. Le miroir de JWST fait 6,5 m (contre 2,4 m pour Hubble), ce qui lui offre une sensibilité bien supérieure. Aucune mission d’entretien n’est possible pour le JWST, contrairement à Hubble qui a été réparé cinq fois.
Pourquoi Hubble est-il si important en astronomie ?
Hubble a révolutionné l’astronomie grâce à plusieurs découvertes majeures : la mesure précise de la constante de Hubble et de l’âge de l’univers (13,7 milliards d’années), la découverte de l’énergie noire (Nobel 2011), les premières images du champ profond révélant des milliers de galaxies primordiales, la confirmation des trous noirs supermassifs au centre des galaxies, et la détection d’atmosphères d’exoplanètes. Avec plus de 1,6 million d’observations et 21 000 articles scientifiques publiés, il reste l’instrument astronomique le plus productif de l’histoire.
Combien a coûté le télescope Hubble ?
Le coût initial de construction du télescope Hubble a été d’environ 2,5 milliards de dollars, mais son coût total — incluant le lancement, les cinq missions d’entretien par navette spatiale, et les opérations depuis 1990 — dépasse les 16 milliards de dollars actualisés. Les opérations actuelles coûtent environ 95 millions de dollars par an. Ce coût est considérable, mais il correspond à près de quatre décennies de service ininterrompu et à des milliers de découvertes scientifiques majeures.
Qu’est-ce que l’aberration sphérique du miroir de Hubble ?
Peu après le lancement en 1990, les premières images de Hubble se sont révélées floues. L’enquête a montré que le miroir primaire de 2,4 m avait été poli à la mauvaise courbure — son bord était trop plat de 2,2 microns (un cinquantième de l’épaisseur d’un cheveu humain) par rapport à la spécification. L’erreur venait d’un appareil de test optique mal étalonné chez Perkin-Elmer, le fabricant du miroir. La solution a été apportée en décembre 1993 par la première mission d’entretien (SM1), qui a installé le dispositif COSTAR — des miroirs correcteurs agissant comme des lunettes pour compenser le défaut. Depuis, Hubble produit des images parfaites.
Qui a inventé le télescope Hubble ?
Le concept de télescope spatial remonte à Hermann Oberth en 1923, mais c’est l’astrophysicien américain Lyman Spitzer Jr. qui a formalisé scientifiquement l’idée dans un article fondateur publié en 1946 par la RAND Corporation. Spitzer a ensuite milité pendant des décennies pour la réalisation du projet. Le développement technique du télescope a été mené par la NASA (Goddard Space Flight Center) en partenariat avec l’Agence spatiale européenne (ESA) à partir des années 1970, avec une approbation du Congrès américain en 1977. Le télescope a été nommé en l’honneur de l’astronome Edwin Hubble, qui avait démontré l’expansion de l’univers en 1929.
