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Il
fut une époque où cette question était débattue d'un stricte point de vue
philosophique, même métaphysique. Mais depuis que l'homme "s'est
juché sur des épaules de géants" comme le dit Newton ses
investigations lui permirent d'accéder à l'envers du décor cosmique. Ces découvertes
permirent aux hommes de sciences de déduire une série de théories qui
expliquent tant bien que mal - plutôt même bien - le comportement de la
Nature.
A consulter : Comment devenir astronome ? Cette aventure de l'espace est actuelle. Grâce aux
satellites en orbite autour de la Terre et pointés vers des régions du ciel
inaccessibles depuis le sol, l'astronome s'est permis d'imaginer que tout lui était
à présent possible. Il connaît le rythme de pulsation du coeur des pulsars,
il a vu des étoiles aussi brillantes que cent mille soleils, il sait que l'étoile
h
Carina est en train de souffrir et finira par exploser, il a vu une galaxie naître
car sa lumière l'a quittée il y a plus de 10 milliards d'années, il a observé
des nébuleuses aux couleurs vives plus chaudes que la surface du Soleil, il a
vu des vents de tempête sur Mars qui soulevaient le sable à plus de 500 km/h
et des cyclones sur Jupiter aussi vaste que la Terre ! Dans
la salle de contrôle de l'observatoire, un pic d'émission vient d'apparaître
sur l'écran de son ordinateur : le satellite en orbite polaire est là, prêt
à lui débiter ses informations durant 15 minutes. Jusqu'en 1970 environ, cet astronome était un
professionnel, militaire ou civil attaché à un centre international de
recherche. Aujourd'hui, nous découvrons un amateur, fou d'astronomie peut-être,
mais épris par l'une des plus belles sciences. Une science qui débuta dans les
temps immémoriaux quand l'homme et la femme observèrent la succession des
saisons, le mouvement de la Lune et des étoiles errantes parmi les
constellations. Cette curiosité pleine de poésie qui entoure
l'astronomie est symbolisée de nos jours par la grâce des paraboles des radiotélescopes
orientées vers le ciel, les coupoles scintillantes des observatoires érigés
ci et là. Tout cela a débuté dans l'isolement de quelques génies,
observateurs et constructeurs, qui transcrivirent sur le papier les nouvelles idées
qui parcouraient leur esprit, en éprouvant ce qu'un observateur ressent quand
il découvre une étoile ou une comète : être le seul à l'avoir fait, comme
lui souhaitant la bienvenue. Cette grisante aventure porte un nom : le feu sacré
et quelquefois, le génie.
Pour cerner les problèmes que nous posent les astres,
rien de tel que de s'en rapprocher le plus possible. Quels moyens la science
met-elle à notre disposition ? Principalement le télescope et la lunette
astronomique qui captent les rayons lumineux, le spectroscope qui nous renseigne
sur la nature chimique des astres, le radiotélescope qui capte les ondes
radios, enfin l'astronautique qui offre le plus d'avantages ainsi que nous
allons le découvrir. Lunette
et télescope En Californie, à quelque 80 km au sud de Pasadena se
trouve l’un des télescopes les plus prestigieux du monde qui resta longtemps
sans rival. Son nom est associé aux célèbres astronomes Hubble, Baade,
Sandage et consorts : c’est l’Observatoire Hale du mont Palomar. Cet instrument
très impressionnant permet d’explorer les profondeurs de notre Univers avec
une telle précision qu’il a servit de modèle aux prototypes ultérieurs :
Zelentchouk, Cerro La Silla, Keck, et bien d'autres, dont la taille atteint aujourd’hui
10m de diamètre ! Quel avantage procure donc le télescope sur la lunette
astronomique ? Rappelons brièvement l'histoire de ces inventions et la différence
fondamentale qui existe entre ces deux instruments. Les historiens considèrent que la lunette astronomique
fut inventée un jour de septembre 1608 par le lunetier hollandais Hans
Lippershey[1].
Cet instrument terrestre aux performances modestes grossissait 4 fois et
disposait d'un objectif composé de deux lentilles, l'une convexe pour agrandir
l'image, l'autre concave pour assurer sa netteté. Tellement simple à
construire et donc libérée des brevets de propriété, sa construction
appartenait au domaine public. En quelques semaines, on la retrouva dans les
pays limitrophes où elle fut imitée. En 1609 plusieurs exemplaires parvinrent
en Italie où Galilée l'améliora pour observer le ciel. Il la commercialisa à
son tour, expédiant de magnifiques répliques à ses amis et relations dans
toute l'Europe. Son instrument grossissait 30 fois, "si
excellent écrivait-il, que ce qu'on observe à travers lui apparaît près de
mille fois plus grand [...] que si on le voit seulement grâce à la vision
naturelle "[2].
Grâce à son invention, les découvertes astronomiques se succéderont sans
jamais fléchir.
Dans une lunette astronomique, la lumière est recueillie
par un objectif formé par la juxtaposition de plusieurs lentilles à indices de
réfraction[3]
différents, de façon à corriger les aberrations chromatiques, de sphéricité
et l'astigmatisme qui produisent des images irisées ou déformées. Un problème
technique, délicat à résoudre, concerne la pureté du verre à travers lequel
la lumière doit passer sans subir la moindre perturbation. Les lentilles
formant l'objectif n'étant maintenues que par leur profil, eu égard à leur
poids il s'avéra rapidement impossible de construire des lunettes de grand diamètre
car les déformations du verre les rendaient inutilisables. Les plus grandes
atteignent malgré tout un mètre de diamètre (Observatoires de Paris, Lick,
Yerkes, etc.). Le grossissement est effectué par l'oculaire constitué
d’un ensemble optique convergent. Il se calcule en divisant la distance focale
de l'objectif par la distance focale de l'oculaire ou du système optique équivalent. Le télescope fut amélioré par
Newton en 1671 et
comporte un objectif à miroir. Il exploite le principe de la réflexion de la
lumière, déjà découvert au VIIIeme
siècle avant Jésus-Christ[4].
Un problème important et qui se pose immédiatement lors de l'utilisation des
miroirs, est celui de la déformation des images. Pour éviter toute détérioration,
le miroir peut être entièrement supporté par un barillet. L'objectif est
constitué d’un miroir concave taillé dans un verre à faible dilatation et
parabolique, la seule courbure utilisable pratiquement[5].
Il est soigneusement poli, quelquefois jusqu'au 1/60eme
de la longueur d'onde de travail et recouvert d'une mince pellicule d'aluminium par sublimation sous vide.
Un miroir d'excellente qualité offre un pouvoir réflecteur
proche de 99% (comparé au matériel amateur dont les entrées de gamme
atteignent difficilement 90%). La lumière d'une étoile qui tombe sur cet objectif est réfléchie
vers un miroir auxiliaire qui assure la transition vers l'oculaire. A l'inverse
des lentilles, ils ne présentent pas d'aberrations chromatiques, d'où leur
utilisation de préférence pour la photographie du ciel. Prochain chapitre
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