L’astronaute F. Story Musgrave travaille dans la soute de la navette spatiale Endeavour tandis que les panneaux solaires du télescope spatial Hubble sont déployés lors de la dernière sortie dans l’espace de la mission de maintenance 1. Crédit : NASA
La mission de la navette spatiale Endeavour de 1993 a réussi à réparer le Le télescope spatial Hubblecorrigeant sa vision imparfaite et marquant une réalisation significative pour NASA. Cette mission a démontré la faisabilité de réparations spatiales complexes et a eu des impacts durables sur l’exploration spatiale future.
Le 2 décembre 1993, avant l’aube, la navette spatiale Endeavour a été lancée depuis le centre spatial Kennedy en Floride pour une mission cruciale visant à réparer le télescope spatial Hubble de la NASA.
Hubble a été conçu pour être entretenu dans l’espace avec des composants que les astronautes peuvent glisser et déplacer. Mais avant le lancement, personne ne s’attendait à ce que la première mission de maintenance soit aussi urgente.
Pendant trois ans, Hubble était la vedette des bandes dessinées et des caricatures éditoriales de fin de soirée : le télescope qui ne pouvait pas voir droit. Depuis son déploiement en 1990, le télescope renvoyait vers la Terre des images floues, résultat d’un défaut dans la forme de son miroir principal. Même si le miroir n’était décalé que d’un cinquantième de la largeur d’un cheveu humain, l’erreur a eu des conséquences dévastatrices : la lumière du miroir n’était pas parfaitement focalisée. Même si les images étaient encore meilleures que celles prises depuis la Terre et que la science était encore possible, leur qualité n’était pas celle à laquelle le monde s’attendait.
« Le sentiment que vous aviez était que tout le monde considérait l’entretien et la réparation du télescope spatial Hubble comme la mission qui pourrait prouver la valeur de la NASA… Il y avait cette concentration et cette pression primordiales sur le succès de cette mission. »
— Richard Covey, astronaute au service de la mission 1
Servir la Mission 1 était la solution. À bord de la navette se trouvaient la caméra planétaire à grand champ 2 (WFPC2) et le remplacement axial du télescope spatial à optique corrective (COSTAR), ainsi que d’autres composants essentiels à la mise à niveau du télescope. WFPC2, responsable des images visuellement percutantes du télescope, avait une optique corrective intégrée pour compenser le défaut du miroir et remplacerait la caméra planétaire/à grand champ avec laquelle Hubble a été lancé. COSTAR était un composant de la taille d’un réfrigérateur contenant une constellation de miroirs, certains seulement de la taille d’un nickel américain, destinés à corriger et rediriger la lumière vers les autres caméras et spectrographes du télescope.
L’astronaute Kathryn C. Thornton saisit un outil pour effectuer des tâches de maintenance sur le télescope spatial Hubble lors de la quatrième sortie dans l’espace de la mission de maintenance 1. Crédit : NASA
L’équipage de la navette, composé de sept astronautes, était conscient que non seulement le sort de Hubble reposait sur ses épaules, mais également sur la perception du public de la NASA et de son programme spatial.
« Si la réparation de Hubble est un échec, nous pouvons abandonner la science spatiale dans un avenir proche », a déclaré John Bahcall, le regretté astrophysicien qui a défendu le télescope et membre de son groupe de travail scientifique, a déclaré au New York Times en 1993.
Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA ; Productrice principale : Grace Weikert
Le 2 décembre 2023, la NASA commémore le 30e anniversaire de la mission de maintenance 1 et son succès dans la transformation de Hubble en l’un des plus grands triomphes de la NASA : un brillant exemple de l’ingéniosité humaine face à l’adversité.
Au cours de l’une des missions de sortie dans l’espace les plus complexes jamais tentées, les astronautes ont mené cinq activités extravéhiculaires, totalisant plus de 35 heures. Ils ont retiré l’instrument photomètre à grande vitesse pour ajouter COSTAR et ont remplacé la caméra grand champ/planétaire d’origine par la caméra grand champ et planétaire 2. Ils ont également installé d’autres composants critiques pour mettre à niveau le télescope.
L’équipage de la mission de maintenance 1 pose pour un portrait à bord de la navette spatiale. Au premier rang, de gauche à droite, le scientifique suisse Claude Nicollier, spécialiste de mission ; Kenneth D. Bowersox, pilote ; et Richard O. Covey, commandant de mission. Au dernier rang se trouvent les marcheurs de l’espace sur ce vol : F. Story Musgrave, commandant de la charge utile ; Jeffrey A. Hoffman, spécialiste de mission ; Kathryn D. Thornton, spécialiste de mission ; et Thomas D. Akers, spécialiste de mission. Crédit : NASA
Le 18 décembre 1993, à 1 heure du matin, environ une semaine après la fin de la mission, des astronomes se sont rassemblés autour d’ordinateurs du Space Telescope Science Institute de Baltimore pour observer la première nouvelle image du télescope : une étoile brillante, claire et impeccable dans l’image. sans les effets flous du miroir défectueux de Hubble. Les nouvelles images étaient si radicalement différentes que même si le télescope avait besoin d’environ 13 semaines pour s’ajuster pour atteindre toutes ses capacités, la NASA les a publiées plus tôt. « Le problème a été résolu au-delà de nos attentes les plus folles », a déclaré Ed Weiler, scientifique en chef de Hubble pendant SM1, lors d’une conférence de presse en janvier 1994.
«L’expression sur les visages des gens lorsque cette image est apparue – c’était un vieux téléviseur à tube (à rayons cathodiques). Il a fallu un certain temps pour que cela se développe, mais cela est devenu de plus en plus clair. Tout le monde se met à crier.
— Ed Weiler, scientifique en chef de Hubble pendant SM1
Les images de la galaxie spirale M100 montrent l’amélioration de la vision de Hubble entre la caméra planétaire/grand champ et son instrument de remplacement, la caméra planétaire et grand champ 2. Crédit : NASA, STScI
La sénatrice Barbara Mikulski du Maryland, qui avait défendu avec diligence Hubble, a été la première à montrer les nouvelles images au public lors de la conférence de presse du 13 janvier. « Je suis heureuse d’annoncer aujourd’hui qu’après son lancement en 1990 et certaines de ses déceptions précédentes, les problèmes avec Hubble sont terminés », a-t-elle déclaré.
Bien que la mission de maintenance 1 soit surtout connue pour sa résolution de la vision floue de Hubble, elle a accompli une multitude de tâches supplémentaires qui ont contribué à transformer le télescope en la centrale astronomique qu’il reste aujourd’hui.
La sénatrice Barbara Mikulski affiche une photo montrant la différence entre une image d’étoile prise avant l’installation de COSTAR et la même étoile après la mission de maintenance 1 lors de la conférence de presse du 13 janvier 1993 annonçant le succès de la mission. Crédit : NASA
Au moment du lancement de la mission de maintenance 1, les gyroscopes du télescope – des équipements délicats nécessaires pour diriger et pointer Hubble – étaient déjà en panne. Trois des six gyroscopes, ou gyroscopes, à bord de Hubble étaient tombés en panne. Les trois autres – généralement conservés comme sauvegardes – étaient opérationnels, le nombre minimum nécessaire pour que Hubble continue à collecter des données scientifiques. Les astronautes ont remplacé quatre gyroscopes, une solution qui permettrait au télescope de fonctionner correctement pendant plusieurs années.
Au début du temps de Hubble en orbite, la NASA a découvert que les panneaux solaires du télescope se dilataient et se contractaient excessivement dans l’alternance de chaleur et de froid de l’espace lorsque le télescope se déplaçait dans et hors de la lumière du soleil, les faisant vibrer. Cela a obligé les ingénieurs à utiliser la capacité de calcul de Hubble pour compenser la « gigue » et réduire le temps d’observation. Les astronautes ont remplacé les panneaux solaires de Hubble par de nouvelles versions qui ont ramené la gigue naturelle à des niveaux acceptables.
Les astronautes ont également réalisé une augmentation dont l’importance vitale deviendra évidente un an plus tard : moderniser l’ordinateur de vol de Hubble avec un coprocesseur et la mémoire associée. Quelques semaines seulement avant que la comète en désintégration Shoemaker-Levy 9 n’entre en collision avec Jupiter en 1994, Hubble est passé en « mode sans échec » de protection en raison d’un problème d’unité de mémoire dans l’ordinateur principal. Les ingénieurs ont pu utiliser la mémoire de ce coprocesseur pour résoudre le problème, en capturant des images époustouflantes de la géante gazeuse frappée par des fragments de comète.
En juillet 1994, le télescope spatial Hubble s’apprêtait à utiliser ses nouvelles optiques fixes pour observer l’un des événements astronomiques les plus impressionnants du siècle : les 21 fragments de la comète Shoemaker-Levy 9 impactant Jupiter. Mais ces observations ont failli ne pas se produire. Crédit : Goddard Space Flight Center de la NASA
L’impact de la mission de maintenance 1 a fait écho bien au-delà de Hubble. La mission a été une vitrine des tâches pouvant être accomplies dans l’espace, prouvant la capacité de l’humanité à effectuer des travaux très complexes en orbite. Les leçons tirées de la formation pour Hubble et du travail de maintenance lui-même seraient exploitées pour d’autres missions d’astronautes, y compris les quatre visites de maintenance ultérieures sur Hubble entre 1997 et 2009. Ces missions supplémentaires vers Hubble permettraient l’installation de nouveaux instruments de pointe, la réparation des instruments scientifiques existants et le remplacement du matériel clé, gardant Hubble à la pointe de l’exploration astrophysique.
En outre, les enseignements tirés de la Mission de maintenance 1 ont constitué une force directrice pour les travaux sur le Station spatiale internationale, et pour les missions à venir. « Une grande partie des connaissances qui y ont été développées ont été transférées directement à la construction de la Station spatiale internationale et elles seront un jour transférées aux choses que nous faisons avec (la future station spatiale lunaire en orbite) Gateway », a déclaré Kenneth Bowersox, administrateur associé de la NASA. Direction des missions des opérations spatiales, qui était également astronaute lors de la mission de maintenance 1. « Et cela s’appliquera aux choses que nous faisons sur la Lune et dans l’espace lointain, allant à Mars et au-delà. Tout est lié.
Pour célébrer la mission de maintenance 1, la NASA publiera au cours des deux prochaines semaines une série de vidéos mettant en vedette des acteurs clés – astronautes, scientifiques, ingénieurs, etc. – alors qu’ils réfléchissent aux luttes et aux triomphes de cette époque, ainsi qu’aux émotions et personnels. l’impact que Hubble et SM1 ont eu sur leur vie.
