Les premiers télescopes, appelés télescopes réfracteurs, ont été conçus au début du XVIIe siècle par des fabricants de lunettes néerlandais. Ils utilisaient une paire de lentilles : une convexe à l’extrémité du tube et une concave pour l’oculaire. Principalement, ces instruments étaient employés pour l’arpentage des terres et des missions militaires. L’astronome italien Galileo Galilei fut l’un des premiers à diriger ces lunettes vers le ciel.

Johannes Kepler, un astronome allemand, a perfectionné le design convexe-concave en utilisant deux lentilles convexes. Cette amélioration offrait un champ de vision plus large et un grossissement supérieur, bien que les images apparaissaient à l’envers. Néanmoins, les fabricants de télescopes qui ont adopté le design de Kepler ont réussi à atteindre un grossissement de 100 fois avec des télescopes mesurant jusqu’à 150 pieds. Cependant, ces longs tubes étaient peu efficaces face au vent et aux intempéries.

Sir Isaac Newton a proposé une conception alternative basée sur la réflexion, utilisant des miroirs courbés qui captaient plus de lumière et évitaient l’effet de prisme déformant causé par le passage de la lumière à travers une lentille, connu sous le nom d’aberration chromatique.

Au cours de plus de deux siècles, la taille, le matériau et la qualité des miroirs ont continué à s’améliorer, tout comme la taille des télescopes, jusqu’à l’ère spatiale où des télescopes basés dans l’espace, comme Hubble et James Webb, ont éliminé les interférences de l’atmosphère terrestre. Grâce à James Webb, nous pouvons explorer des régions de l’univers plus éloignées que jamais, observant certaines des premières galaxies formées après le Big Bang, il y a plus de 13 milliards d’années.

Actuellement, la NASA mène plusieurs projets de télescopes spatiaux, y compris le télescope Nancy Grace Roman et l’observatoire Habitable Worlds.

1609 : Les télescopes réfracteurs

Inspiré par les fabricants de télescopes néerlandais et danois, Galileo a construit le sien en 1609. Son premier télescope offrait un grossissement de 3x. Au fil des ans, son design s’est amélioré, et son dernier télescope pouvait grossir des objets jusqu’à 30 fois.

1610 : Illustrations de la Lune par Galileo dans Sidereus Nuncius (Le Messager Étoilé)

Heureusement, Galileo n’était pas seulement un astronome talentueux, mais aussi un artiste accompli, ce qui lui a permis de réaliser des images détaillées des objets cosmiques qu’il observait à travers son objectif. Ce croquis de la Lune a révélé des montagnes et des cratères lunaires jamais vus auparavant.

1672 : Le télescope réflecteur de Sir Isaac Newton

Lorsque la lumière traverse le verre, elle se décompose en bandes de couleurs (ROYGBIV), ce qui signifie que les télescopes réfracteurs souffraient d’aberrations chromatiques qui affectaient la qualité de l’image. Pour surmonter cet effet de prisme, Sir Isaac Newton a construit un télescope réflecteur utilisant des miroirs courbés.

Laurent Cassegrain a amélioré le design de Newton en 1672 en utilisant un miroir primaire concave et un miroir secondaire convexe pour réfléchir la lumière à travers un trou dans le miroir primaire vers l’oculaire, permettant ainsi une longue distance focale dans un tube compact.

1789 : Le télescope herschelien

Le télescope de Sir William Herschel était un modèle réflecteur avec un grand miroir primaire et un oculaire positionné hors axe pour éviter d’obstruer le chemin de la lumière. Cela permettait d’utiliser des miroirs plus grands et d’augmenter la capacité de collecte de lumière.

Avec l’un de ses télescopes, Herschel a découvert une nouvelle planète, qu’il a nommée Georgium Sidus en l’honneur du roi George III. Cette planète a ensuite été rebaptisée Uranus.

Les dessins de Herschel représentant des nébuleuses proviennent de « Les papiers scientifiques de Sir William Herschel », publiés à Londres en 1912 par la Royal Society et la Royal Astronomy Society.

1900 : Le grand télescope de l’Exposition de Paris

Le Grand Télescope de l’Exposition de Paris

Crédit image : Journal for the History of Astronomy (ISSN 0021-8286), Vol. 38, Part 4, No. 133, p. 459 – 475 (2007)

Ce télescope réflecteur de 57 mètres, soit plus de la moitié de la longueur d’un terrain de football, a été conçu par Paul Gautier pour l’Exposition de Paris de 1900. Il était équipé d’un miroir d’un diamètre de 1,25 mètre.

1917 : Le Télescope Hooker

Crédit : Mel Melcon / Los Angeles Times via Getty Images

Conçu par George Ellery Hale, le télescope Hooker, situé à l’Observatoire de Mount Wilson, possédait un miroir de 100 pouces de diamètre, ce qui en faisait le plus grand télescope du monde à l’époque. Cet instrument a considérablement fait progresser l’étude des galaxies et des nébuleuses.

Dans les années 1920, Edwin Hubble a utilisé le télescope Hooker, ce qui a ouvert la voie à notre compréhension que l’univers était bien plus vaste que notre propre galaxie, contribuant ainsi à l’élaboration de la théorie du Big Bang.

Crédit image : Carnegie Institute of Science via NASA

1990 : Le Télescope Spatial Hubble

Crédit : NASA

Développé par la NASA en collaboration avec l’Agence spatiale européenne (ESA), le télescope spatial Hubble est un télescope réflecteur basé dans l’espace, doté d’un miroir de 2,4 mètres de diamètre. Il opère en orbite terrestre, au-dessus de l’atmosphère, et a offert des images d’une clarté et d’un détail sans précédent lors de son lancement.

La NASA prévoit que le télescope continuera à fonctionner jusqu’à la fin des années 2020.

Crédit image : NASA, ESA, et Martino Romaniello (Observatoire européen austral, Allemagne)

2021 : Le Télescope Spatial James Webb

Crédit : NASA

Fruit d’une collaboration entre la NASA, l’ESA et l’Agence spatiale canadienne (CSA), le télescope spatial James Webb est un télescope réflecteur avancé, équipé d’un miroir segmenté de 6,5 mètres de diamètre.

Il fonctionne dans le spectre infrarouge, ce qui lui permet d’observer des galaxies lointaines, des exoplanètes et d’autres phénomènes célestes avec une sensibilité exceptionnelle. Le télescope Webb orbite autour du Soleil, près du deuxième point de Lagrange Terre-Soleil (L2), à un million de miles de la Terre.

Crédit image : NASA