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Télescope spatial James-Webb

JWST, la fin de l'âge des ténèbres

   Catégorie : sondes et télescopes
Mise à jour 01 juin 2013

Le télescope spatial James-Webb (JWST), a été développé par les agences spatiales NASA, ESA et CSA. JWST est conçu pour fonctionner principalement dans la gamme infrarouge du spectre électromagnétique, avec une certaine capacité dans le domaine visible.
JWST succèdera en 2018, au télescope spatial Hubble qui observe le spectre lumineux dans l'ultraviolet et en lumière visible. JWST, avec ses 6,2 tonnes de technologie, est plus performant en résolution et en vitesse de capture d'images que Hubble. Son miroir primaire mesure 6,5 mètres de diamètre contre 2,4 mètres pour Hubble.
L'objectif ambitieux de ce projet à 5 ou 6 milliards de dollars, est de capturer les premières lumières de notre univers, afin de comprendre comment sont apparus les galaxies, les étoiles, les systèmes planétaires et pourquoi pas, la vie.
L'observation infrarouge qui a été choisie se situe dans la plage d'ondes, comprise entre 0,6 et 28 microns, car les objets à étudier n'émettent pas de lumière visible.
Ce télescope prometteur sera mis en orbite au point de Lagrange L2, par Ariane 5 depuis Kourou. L2 est situé très loin des perturbations électromagnétiques, à 1,492 million de km de la Terre, sur la ligne définie par la Terre et le Soleil (image ci-contre). Son éloignement ne permettra pas d'opération de maintenance comme pour Hubble, cette fois les scientifiques n'ont pas le droit à l'erreur. Théoriquement le télescope devrait tourner moins vite que la Terre parce que la force de gravitation solaire est plus faible, mais le champ gravitationnel de la Terre tend à l'accélérer. C'est la caractéristique du point de Lagrange L2. Cela permet au satellite de tourner autour du Soleil, à la même vitesse angulaire que la Terre. Sur ce point se trouve depuis juin 2001, le satellite WMAP, depuis 2009 le satellite Planck, le satellite GAIA depuis 2013 et James Webb en 2018. JWST est  maintenu à une température très basse d'environ (40 K ou -233,15° C), afin de se protéger de ses propres émissions infrarouges.

 

Il est équipé d'un bouclier thermique métallisé de la taille d'un court de tennis, qui le protège aussi, des rayons infrarouges en provenance du Soleil, de la Terre et de la Lune. Un ensemble de poutrelles et de câbles permettront son déploiement une fois en orbite. Le point de Lagrange L2 permet cette protection car le bouclier thermique se trouve constamment entre ses capteurs et les 3 émetteurs (Soleil, Terre et Lune).
La partie la plus noble est le réflecteur primaire d'un diamètre de 6,5 mètres et d'une masse de 705 kg. Le miroir principal dépliable en orbite, se compose de 18 éléments hexagonaux en béryllium, plus léger que le verre (625 kg contre 1 tonne pour le miroir en verre de Hubble). Le miroir secondaire concentre la lumière du miroir primaire et la renvoie vers les instruments de mesure (caméra et spectromètre proche infrarouge, système de guidage...).

Electromagnetic spectrum
     
  Wavelength (λ) Frequency (ν)
Radio waves Km > 1 m < 108
Microwave 1 m > 1 mm ≈ 1010
Infrared waves 1 mm > 1 µm ≈ 1013
Visible light 0.38 µm > 0.78 µm ≈ 1014
Ultraviolet 10 nm > 400 nm ≈ 1016
X-rays 5 pm > 10 nm ≈ 1018 Hz
Gamma rays > 5 pm > ≈ 1022 Hz
 
Between wavelength (λ) and frequency (ν) is the following relationship: ν = c / λ
ν = wave frequency in hertz
c = speed of light in vacuum in m/s
λ = wavelength in meter
 Orbite de James Webb Space Telescope

Image : Orbite de James Webb Space Telescope.
Le télescope spatial James Webb porte le nom de l'administrateur de la NASA qui a conçu le programme Apollo, James Edwin Webb (1906 - 1992). Crédit: NASA/ESA

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