Le télescope spatial James Webb, le plus puissant observatoire spatial jamais construit, devrait être lancé le jour de Noël, après des décennies d’attente. Merveille d’ingénierie, il permettra de répondre à des questions fondamentales sur l’Univers, en remontant le temps de 13 milliards d’années. Voici cinq choses à savoir.
Miroir doré géant
La pièce maîtresse du télescope est son énorme miroir primaire, une structure concave de 6,5 mètres de large, composée de 18 miroirs hexagonaux plus petits. Ils sont fabriqués à partir de béryllium recouvert d’or, optimisé pour réfléchir la lumière infrarouge des confins de l’univers. L’observatoire dispose également de quatre instruments scientifiques qui, ensemble, remplissent deux objectifs principaux : l’imagerie des objets cosmiques et la spectroscopie, qui consiste à décomposer la lumière en différentes longueurs d’onde pour étudier les propriétés physiques et chimiques de la matière cosmique.
Le miroir et les instruments sont protégés par un pare-soleil à cinq couches, qui a la forme d’un cerf-volant et peut se déployer jusqu’à atteindre la taille d’un court de tennis. Ses membranes sont composées de kapton, un matériau connu pour sa grande résistance à la chaleur et sa stabilité dans une large gamme de températures – deux éléments essentiels, puisque le côté du bouclier faisant face au soleil atteindra une température de 230 degrés Fahrenheit (110 degrés Celsius), tandis que l’autre côté atteindra des températures de -394F.
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Le télescope est également doté d’une « navette spatiale » contenant ses sous-systèmes d’alimentation électrique, de propulsion, de communication, d’orientation, de chauffage et de traitement des données ; au total, le Webb pèse à peu près autant qu’un bus scolaire.
Un voyage d’un million de kilomètres
Origami de haute technologie
Le télescope étant trop grand pour entrer dans le nez d’une fusée dans sa configuration opérationnelle, il doit être transporté plié, à la manière d’un origami. Le déploiement est une tâche complexe et difficile, le plus grand déploiement que la NASA ait jamais tenté.
Environ 30 minutes après le décollage, l’antenne de communication et les panneaux solaires qui l’alimentent en énergie seront déployés. Puis vient le déploiement du pare-soleil, jusqu’alors plié en accordéon, à partir du sixième jour, bien après avoir passé la Lune. Ses fines membranes seront guidées par un mécanisme complexe impliquant 400 poulies et 1 312 pieds de câble.
Au cours de la deuxième semaine, ce sera enfin au tour du miroir de s’ouvrir. Une fois dans sa configuration finale, les instruments devront refroidir et être calibrés, et les miroirs ajustés très précisément. Après six mois, le télescope sera prêt à fonctionner.
La vie, l’univers et tout le reste
Webb a deux missions scientifiques principales qui, ensemble, représenteront plus de 50 % de son temps d’observation. Tout d’abord, nous explorerons les premières phases de l’histoire du cosmos, en remontant dans le temps jusqu’à quelques centaines de millions d’années seulement après le Big Bang. Les astronomes veulent voir comment les toutes premières étoiles et galaxies se sont formées, et comment elles évoluent au fil du temps.
Son deuxième objectif majeur est la découverte d’exoplanètes, c’est-à-dire de planètes situées en dehors du système solaire. Il étudiera également le potentiel de vie sur ces mondes en étudiant leurs atmosphères. La grande promesse de Webb réside dans sa capacité infrarouge.
Contrairement à la lumière ultraviolette et visible dans laquelle Hubble opère principalement, les grandes longueurs d’onde de l’infrarouge pénètrent plus facilement la poussière, ce qui permet de voir plus clairement l’univers primitif enveloppé de nuages. L’infrarouge permet également aux scientifiques de remonter plus loin dans le temps grâce à un phénomène appelé décalage vers le rouge. La lumière provenant d’objets plus éloignés est étirée au fur et à mesure de l’expansion de l’univers, vers l’extrémité infrarouge du spectre.
Sont également prévues des observations plus rapprochées, dans notre système solaire, de Mars et d’Europe, la lune glacée de Jupiter.
Des décennies de travail
Les astronomes ont commencé à débattre du télescope qui devrait succéder à Hubble dans les années 1990, la construction de Webb ayant débuté en 2004. Le lancement a été repoussé à plusieurs reprises, initialement prévu pour 2007, puis 2018… principalement en raison des complexités liées au développement. L’observatoire est le fruit d’une immense collaboration internationale, et intègre des instruments canadiens et européens.
Plus de 10 000 personnes ont travaillé sur le projet, dont le budget a fini par atteindre les 10 milliards de dollars. La mission est prévue pour durer au moins cinq ans, mais espérons-le dix ans ou plus.
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