Par Ho-Diep Dinh • Mis à jour le 30 août 2022
Les observations de Galilée au XVIIe siècle ont marqué la naissance de l’astronomie moderne. Aujourd’hui, les télescopes vont des modestes instruments de jardin aux observatoires colossaux perchés sur des pics volcaniques, et des télescopes spatiaux en orbite aux plus récentes aventures dans l’espace lointain. Bien que les télescopes au sol restent indispensables, ils présentent des avantages et des inconvénients distincts par rapport à leurs homologues spatiaux.
Les installations au sol coûtent généralement 10 à 20 fois moins cher qu’un télescope spatial comparable. Par exemple, les observatoires jumeaux Gemini au Chili et à Hawaï coûtent chacun environ 100 millions de dollars, tandis que le télescope spatial Hubble, en raison de son lancement, de son matériel spécialisé et de son environnement orbital, a coûté environ 2 milliards de dollars aux contribuables américains (NASA).
Les instruments terrestres peuvent être entretenus par les équipes au sol à tout moment, permettant des réparations et des mises à niveau rapides. En revanche, réparer un télescope spatial nécessite des missions coûteuses et comporte les risques inhérents aux vols spatiaux habités, comme le soulignent les tragédies Challenger et Columbia. La longévité des télescopes au sol est donc généralement plus longue et les mises à niveau de routine sont bien plus réalisables.
Les sites optimaux pour les télescopes terrestres sont choisis pour leur haute altitude, leur faible humidité, leur pollution lumineuse minimale et leurs conditions atmosphériques stables. L'observatoire du Mauna Kea se trouve à 4 200 m (13 800 pieds) au-dessus du niveau de la mer, tandis que les sites arctiques peuvent atteindre 8 km (5 mi). Ces facteurs atténuent la couverture nuageuse et les turbulences atmosphériques. Les télescopes spatiaux, en opérant en dehors de l’atmosphère terrestre, évitent entièrement ces contraintes environnementales.
Les turbulences atmosphériques, qui se manifestent par le « scintillement » des étoiles, brouillent et déforment les images capturées depuis le sol. Les systèmes d'optique adaptative ont considérablement amélioré la résolution au sol, mais ils ne peuvent pas égaler la clarté immaculée des télescopes spatiaux comme Hubble , qui fonctionnent dans un environnement stable sous vide, exempt de distorsion atmosphérique.
L’atmosphère terrestre bloque une grande partie des spectres ultraviolets, X et gamma, empêchant les télescopes au sol de détecter ces phénomènes de haute énergie. Les observatoires spatiaux peuvent capturer l'intégralité du spectre électromagnétique, fournissant ainsi des données cruciales pour comprendre l'évolution des étoiles, les trous noirs, la matière noire et l'âge de l'univers.
En bref, les télescopes au sol offrent des plates-formes rentables, maintenables et scientifiquement précieuses, tandis que les télescopes spatiaux offrent une fidélité d’image et une couverture spectrale sans précédent. La stratégie optimale combine souvent les deux, en tirant parti des atouts de chacun pour repousser les limites de la découverte astronomique.