Le lancement du télescope spatial James Webb

Projet international mené en partenariat entre la NASA (National Aeronautics and Space Administration), l’ESA (Agence spatiale européenne) et l’ACS (Agence spatiale canadienne), le James Webb Space Telescope (Webb) est le télescope le plus puissant jamais construit. Son lancement, à partir du Centre spatial européen, est annoncé pour le 18 décembre 2021.

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Grâce aux observations du télescope James Webb, les scientifiques pourront remonter plus loin dans l’histoire de l’Univers, jusqu’à 300 millions d’années après le Big Bang.
Illustration: ESA

Considéré dans une certaine mesure comme le successeur du télescope Hubble qui est en service depuis une trentaine d’années déjà, Webb aura un champ de vision environ quinze fois plus grand. Ce miroir réfléchira la lumière vers quatre instruments scientifiques extrêmement sophistiqués pour permettre d’étudier aussi la manière dont les premières galaxies et les premières étoiles se sont formées et ont évolué. De son orbite autour du Soleil à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre et à une distance quatre fois plus éloignée que la Lune, le télescope servira notamment à observer les confins de l’Univers.

Écran solaire de la taille d’un court de tennis

Pour  remplir sa mission, Webb est doté d’un miroir principal faisant 6,5 m de diamètre, ce qui en fait le plus grand télescope spatial jamais construit. Le miroir est formé de 18 sections hexagonales, chacune pouvant être réglée individuellement. Pour se protéger contre la chaleur du Soleil, Webb aura un écran solaire de la taille d’un court de tennis. Webb embarquera également quatre instruments scientifiques: MIRI (NASA/ESA «Mid-Infrared Instrument»), NIRCam (NASA «Near-Infrared Camera»), NIRISS (ASC «Near-InfraRed Imager and Slitless Spectrograph») et NIRSpec (ESA «Near-Infrared Spectrograph»). De grandes antennes radio terrestres recevront les signaux provenant de l’émetteur du télescope et les transmettront au Webb Science and Operation Center du Space Telescope Science Institute à Baltimore, aux États-Unis.

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Contributions européennes et suisses

L’ESA contribue à deux des quatre instruments scientifiques de Webb (NIRSpec et MIRI) et au lancement du télescope ainsi qu’en mettant à disposition du personnel pour soutenir les opérations de la mission. Lors de l’annonce de la date du lancement, qui aura lieu le 18 décembre 2021 depuis le Centre spatial européen à Kourou, l’ESA a indiqué  que Webb sera lancé sur une fusée Ariane 5 spécialement adaptée pour cette mission. En raison de sa grande taille, Webb devra être plié comme un origami, pour pouvoir être placé dans le lanceur Ariane 5. L’entreprise RUAG Space  a fabriqué à Emmen (LU) la coiffe destinée à protéger Webb lors du lancement et l’a acheminée à Kourou en août 2021.

L’Institut de physique des particules et d’astrophysique de l’ETH Zurich fait partie du consortium MIRI. Les principaux partenaires sont l’ESA, un consortium d’instituts européens financés au niveau national, le Jet Propulsion Laboratory (JPL) et le Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA. Le consortium européen est responsable de l’optique, du banc optique, de l’assemblage, de l’intégration et des tests de l’instrument MIRI. MIRI est le seul instrument qui couvre les plages de longueurs d’onde de 5 μm à 28 μm (infrarouge proche à moyen). Il possède les capacités nécessaires à l’ensemble des activités scientifiques de Webb, couvrant chaque phase de l’histoire cosmique, de l’Univers à grand décalage vers le rouge à notre propre système solaire, en passant par la formation des systèmes planétaires. Cette gamme de longueurs d’onde, associée à la sensibilité inédite de Webb, ouvrira une nouvelle ère de la recherche en astrophysique.

Initialement, la contribution suisse était coordonnée par Alexander Zehnder à l’Institut Paul Scherrer (PSI). En 2008, le projet a été transféré à l’ETH Zurich. Depuis 2007, Adrian Glauser est le chef de projet national suisse pour la participation au consortium MIRI pour le télescope Webb et supervise les contributions des partenaires industriels suisses, RUAG Space et SYDERAL SA.

Contributions de l’industrie suisse

Outre la coiffe protégeant le satellite sur le lanceur, la société RUAG a développé le Contamination Control Cover pour la protection de MIRI contre la contamination externe durant la phase de refroidissement lors des tests et après le lancement. Le mécanisme fait aussi office d’obturateur optique à MIRI, permettant le calibrage embarqué et la protection des capteurs.

La société SYDERAL SA a quant à elle développé les câbles cryogéniques, composés de 250 fils électriques qui relient les mécanismes cryogéniques, les sources de calibration et les capteurs de température de la partie optique froide à l’électronique «tiède».

Études scientifiques avec une précision inégalée

Le télescope Hubble avait révolutionné l’astronomie et grâce aux observations de Webb, les scientifiques pourront remonter encore plus loin dans l’histoire de l’Univers, jusqu’à 300 millions d’années après le Big Bang. Ses capacités uniques font du projet Webb une mission clé parmi les missions scientifiques spatiales de l’ESA qui visent à dévoiler les secrets de l’Univers. Ses découvertes viendront compléter celles des missions exoplanètes en cours et à venir de l’ESA: Cheops, Plato et Ariel. Webb complètera également les détections d’Euclid, le télescope spatial de l’ESA qui sera lancé un an plus tard, pour comprendre la structure de notre cosmos. En outre, les découvertes de Webb aideront à préparer le terrain pour la future mission à rayons  X Athena de l’ESA et le détecteur d’ondes gravitationnelles LISA.

Le lancement de Webb, qui est attendu avec impatience par des millions de personnes dans le monde, va couronner les efforts des milliers de personnes travaillant depuis de nombreuses années sur ce projet et offrir de grandes opportunités aux scientifiques.

Informations complémentaires

Kamlesh Brocard, SEFRI
Collaboratrice scientifique Division Affaires spatiales

ESA

NASA

ETH Zürich

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