James Webb Space Telescope : une étape cruciale validée par de superbes clichés

Ça y est ! Après de longs mois de préparation, le James Webb Space Telescope a enfin passé le cap d’une étape cruciale, la plus importante depuis son lancement le 25 décembre dernier. Ses 18 miroir hexagonaux sont désormais parfaitement alignés, et le télescope va pourra bientôt aller tirer les vers du nez aux objets les plus intrigants du cosmos.

À l’origine, ce bijou de technologie a été lancé complètement replié sur lui-même, une grande première dans l’histoire de l’aérospatiale. Les premières étapes ont donc consisté à déplier complètement l’engin pour lui donner sa forme finale. Après quelques ajustements de routine, le télescope avait attaqué l’alignement de ses fameux miroirs.

En effet,le miroir principal du JWST n’est pas constitué d’une seule pièce. Pour pouvoir expédier un réflecteur aussi volumineux dans l’espace, les chercheurs ont choisi de le subdiviser en 18 pièces hexagonales; une approche qui a permis de douter l’engin d’un gigantesque miroir principal de 6,5m de diamètre au total.

C’est un élément particulièrement significatif, car la taille de ce réflecteur a une incidence directe sur la précision opérationnelle de l’engin. Mais il y a un revers de la médaille. C’est aussi une approche infiniment compliquée à mettre en œuvre en termes d’ingénierie; cela implique d’aligner tous ces miroirs avec une précision tout simplement phénoménale pour qu’ils fonctionnent comme une seule et même unité fonctionnelle.

Un déploiement long et délicat

Le problème, c’est que les vibrations générées par le voyage en fusée sont très problématiques à ce niveau, et l’alignement des miroirs avait donc nécessairement été perturbé. Sauf qu’à ce niveau, il n’existe tout simplement aucune marge d’erreur. Pour observer des objets situés à des millions d’années-lumière, la moindre fraction de millimètre de décalage sur un seul des 18 miroirs provoquerait une perte de précision inadmissible dans ce contexte.

C’est précisément pour cette raison que sur le premier test optique inaugural du JWST, nous n’avons pas vu une, mais dix-huit images du même corps céleste. Si le télescope louchait ainsi, c’est que chacun des points représentait la contribution d’un miroir individuel, avec un décalage plus ou moins important par rapport à son voisin. Depuis, cette image a servi de point de référence pour le processus d’alignement piloté par le Fine Guidance System.

Avec l’aide de cette “boussole” galactique, initialisée et calibrée en février dernier (voir notre article), le JWST a pu finaliser l’alignement une bonne fois pour toutes. Si le processus a duré aussi longtemps, c’est que les miroirs ont dû être déplacés très lentement pour s’assurer d’atteindre le niveau de précision exceptionnel attendu.

Le miroir principal désormais parfaitement aligné

Mais cette étape cruciale est enfin terminée. L’alignement est désormais d’une précision ahurissante, avec une variabilité inférieure à une seule longueur d’onde de lumière infrarouge, soit 100 µm. Cela signifie que la déviation maximale de chaque segment de ce miroir de 6,5m de long est comparable à l’épaisseur d’un cheveu humain !

“Nous avons atteint ce qu’on appelle l’alignement à diffraction limitée du télescope”, explique l’ingénieur Marshall Perrin. “Nous avons désormais fait correspondre les images des 18 miroirs aussi finement que les lois de la physique nous y autorisent”, renchérit-il. La patience des ingénieurs a donc été plus que récompensée; non seulement le JWST ne louche plus, mais le résultat a même dépassé toutes les attentes du personnel .

“Les performances optiques du télescope sont absolument phénoménales”, s’extasie Lee Feinberg, l’un des responsables de l’optique au prestigieux Goddard Space Flight Center de la NASA. “. “Elles sont au moins aussi bonnes, si ce n’est meilleur que dans nos prévisions les plus optimistes”, renchérit-il, soutenu par sa collègue Jane Rigby.

En effet, même s’ils n’observent pas dans les mêmes longueurs d’onde, le JWST était conçu pour être environ 100x plus sensible qu’Hubble; un but qui a non seulement été atteint, mais même dépassé d’après les dernières données synthétisées par la NASA.

C’est donc une étape majeure pour le télescope, la NASA, toute la communauté scientifique, et même pour le grand public. Et pour marquer le coup, la NASA a dévoilé une superbe image de l’étoile HD 84406 devant une foule d’autres astres en arrière-plan. C’est officiel : la caméra infrarouge principale du JWST est fin prête !

La dernière ligne droite avant le début des opérations

De quoi tirer un sacré soupir de soulagement à toutes les équipes impliquées. “Toutes les nuits blanches, tous les soucis que nous avons rencontrés, ils sont désormais derrière nous”, explique Thomas Zurbuchen, administrateur scientifique à la NASA. Mais ils ne sont pas au bout de leurs peines pour autant.

En effet, le JWST, c’est bien plus qu’une simple caméra infrarouge ultra-précise. L’engin embarque plusieurs autres instruments qui permettront d’affiner encore les observations, et ceux-ci devront aussi être calibrés avec une précision extrême. Le processus sera cependant bien moins laborieux que l’alignement du miroir principal, dont le moindre défaut aurait pu compromettre cette mission.

Ce processus devrait encore prendre quelques semaines, le temps de paramétrer les différents spectrographes et caméras infrarouges restantes. Une fois que l’ensemble aura été validé, ce qui devrait arriver début mai, il ne restera plus qu’à finir la calibration globale pour s’assurer que tous ces instruments fournissent des résultats cohérents.

Le télescope sera alors officiellement mis en service, et devrait rapporter ses premières vraies contributions scientifiques au début de l’été. Une échéance qui, à n’en point douter, fait déjà saliver les astronomes et les passionnés du monde entier .

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