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Au début du 17ème siècle, Galileo Galilei pointa son télescope dans les cieux et nota des corps célestes tels que les lunes de Jupiter. Les télescopes ont parcouru un long chemin depuis les premiers télescopes d'Europe. Ces instruments optiques ont finalement évolué pour devenir de gigantesques télescopes installés dans des observatoires situés au sommet de montagnes et de volcans, tels que Mauna Kea à Hawaii. Des astronomes et des scientifiques ont même placé leurs créations dans l'espace pour compléter les données fournies par leurs télescopes terrestres. Malgré la commodité des télescopes au sol, ils présentent quelques inconvénients que les télescopes spatiaux n’ont pas.
Moindre coût
Les télescopes au sol coûtent environ 10 à 20 fois moins qu'un télescope spatial comparable. Le coût d'un télescope spatial tel que le télescope Hubble inclut le coût des matériaux, de la main-d'œuvre et de son lancement dans l'espace. Les télescopes sur Terre coûtent moins cher car ils n'ont pas besoin d'être lancés dans l'espace et les matériaux utilisés pour créer un télescope terrestre ne sont pas aussi coûteux. Les deux télescopes au sol Gemini coûtent chacun environ 100 millions de dollars. alors que le télescope Hubble a coûté environ 2 milliards de dollars aux contribuables américains.
Problèmes de maintenance
Malgré la qualité de fabrication, tous les télescopes nécessiteront une forme de maintenance. Les ingénieurs sur Terre peuvent facilement entretenir et réparer les dysfonctionnements des télescopes au sol, tandis qu’une équipe d’astronautes et une mission spatiale coûteuse devraient être assemblés pour toute défaillance des télescopes spatiaux. Chaque mission spatiale comporte ses propres dangers, comme en témoignent les catastrophes provoquées par les navettes Challenger et Columbia.Les télescopes au sol ont une durée de vie plus longue car ils peuvent être réparés relativement facilement. La NASA a effectué plusieurs missions de maintenance à Hubble, sans oublier de nombreuses missions de réparation dangereuses impliquant des astronautes flottant dans l’espace pour régler manuellement les problèmes de Hubble.
Exigences du site
En raison de leur sensibilité aux facteurs environnementaux, les télescopes basés au sol devraient être installés à des endroits spécifiques. Les scientifiques et les ingénieurs doivent prendre en compte différents facteurs physiques lorsqu'ils recherchent un emplacement approprié pour installer un télescope au sol. Les observatoires ont tendance à être situés à des altitudes plus élevées - 18 km au-dessus de la Terre près de l'équateur et à plus de 8 km (5 miles) dans l'Arctique - afin d'éviter les effets de la couverture nuageuse. Le télescope devrait également être placé loin des lumières de la ville afin de minimiser les interférences avec les conditions d'éclairage du télescope. Le fonctionnement optimal du télescope au sol nécessite de basses températures et pressions, mais les instruments situés dans l’espace n’ont pas besoin de stabilité environnementale car l’espace est exempt de grandes fluctuations d’éclairage, de température et de pression.
Qualité d'image
La même atmosphère qui protège la vie sur Terre interfère également avec la qualité d’image du télescope. Les éléments et les particules présents dans l’atmosphère de la Terre courbent la lumière, de sorte que les images détectées par les télescopes de l’observatoire apparaissent floues. L'atmosphère provoque l'effet scintillant apparent des étoiles, bien que celles-ci ne scintillent pas réellement dans l'espace. Même l'invention de l'optique adaptative, une technique qui réduit l'effet des interférences atmosphériques sur la qualité de l'image, ne permet pas de reproduire la clarté de l'image des télescopes spatiaux. En revanche, les télescopes spatiaux comme le Hubble ne sont pas gênés par l’atmosphère et produisent ainsi des images plus claires.
Données insuffisantes
Outre le flou des images, l’atmosphère de la Terre absorbe également d’importantes portions du spectre lumineux, ou électromagnétique. En raison de l'effet protecteur de l'atmosphère, les télescopes au sol ne peuvent pas capter les parties mortelles et invisibles du spectre électromagnétique telles que les rayons ultraviolets, les rayons X et les rayons gamma. Ces parties du spectre aident les astronomes à obtenir de meilleures images d’étoiles et d’autres phénomènes spatiaux. Manquant de données essentielles, les scientifiques étaient incapables d'extrapoler des informations telles que l'âge de l'univers, la naissance des étoiles, l'existence de trous noirs et de matière noire jusqu'à l'avènement des télescopes spatiaux.