20 novembre 2017
Le James Webb Space Télescope (JWST) n'a pas froid aux yeux

© NASA/Desiree Stover

Alors que le James Webb Space Telescope (JWST) sort de la plus grande cuve cryogénique du monde, une étape cruciale pour le télescope et ses instruments a été franchie avec la réussite des tests cryogéniques. Au sein d’un consortium international, la France, en particulier le CEA/Irfu, le CNRS et le CNES, a joué un rôle clé pour fournir au successeur de Hubble et Spitzer son imageur infrarouge MIRIM, lui permettant d’obtenir des images dans une gamme de 5 à 28 microns de longueur d’onde.

 

Le JWST à l’intérieur de la Chambre A du Johnson Space Center à Houston. ©NASA/Chris Gunn

Des tests à une température de - 253°C

À l’occasion de ces tests cryogéniques qui ont débuté le 22 août et se sont terminés le 26 septembre, le télescope et ses instruments étaient installés dans la gigantesque cuve cryogénique du centre spatial de la NASA à Houston aux États-Unis. C’est la seule cuve au monde d’une taille suffisante pour permettre les tests cryogéniques d’un télescope dont le miroir fait 6,5 mètres de diamètre (en comparaison, le miroir de Hubble ne mesurait que 2,4 mètres de diamètre). Puis, le JWST a été lentement réchauffé et remis sous pression pour permettre la réouverture de la cuve.

À l’intérieur de la cuve, la température est abaissée jusqu’à - 253°C. Elle est également équipée d’un « simulateur d’étoiles », un dispositif constitué de plusieurs miroirs qui permet de vérifier la bonne qualité optique et l’alignement du miroir du JWST en confrontant les images obtenues à celles attendues par la simulation. Les tests cryogéniques, qui ont duré du 22 août au 14 septembre 2017, ont montré ce bon alignement optique entre le télescope et les instruments, point clef pour atteindre les performances attendues. C’est la première fois que l’ensemble, télescope et instruments, était testé. Les instruments avaient déjà été testés préalablement, mais indépendamment du télescope, lors d’une série de 3 tests cryogéniques réalisés au cours des années 2013 – 2016 dans une cuve plus petite au centre Goddard de la NASA, près de Washington. « Plusieurs laboratoires français, ont fortement contribué à l’un des quatre instruments qui équipent le JWST, l’instrument MIRI (Mid-InfraRed Instrument) et plus précisément sur son imageur appelé MIRIM », explique Alain Fuchs, président du CNRS. Ce sont les laboratoires Lesia (Observatoire de Paris-CNRS-UPMC -Université Paris Diderot), LAM (CNRS) IAS (CNRS-Université Paris Sud) et AIM (CEA-CNRS-Université Paris Diderot), sous la maîtrise d’oeuvre CEA (via son Institut de Recherche sur les lois Fondamentales de l’Univers) et maîtrise d’ouvrage CNES.

 

Une aventure de 10 ans

MIRIM est parti de Saclay pour le Rutherford Appelton Laboratory (RAL) au Royaume-Uni en 2009, après avoir subi une série de tests montrant qu’il répondait bien aux spécifications requises. Il a ensuite été couplé au spectromètre de MIRI, développé principalement par les Pays-Bas et le Royaume-Uni et de nouveau, une série de vérifications à froid a été effectuée avant l’envoi au Goddard en 2012, où MIRI a été intégré avec les trois autres instruments du JWST.

Aujourd’hui, ce voyage n’est pas encore terminé. Prochaine étape, la Californie où le télescope sera équipé de ses boucliers thermiques puis le tout sera mis en place sur la plateforme du satellite. L’ensemble prendra alors la mer jusqu’à Kourou, en Guyane Française. C’est ici que Jean-Yves Le Gall, président du CNES, maître d’ouvrage du MIRI, donne « rendez-vous à ce télescope, dont la réussite des tests cryogéniques illustre à nouveau l’efficacité des coopérations internationales dans le domaine du spatial, pour son dernier voyage où il sera lancé au printemps 2019 par un lanceur Ariane 5. » Le JWST atteindra alors enfin sa destination, au point de Lagrange L2 situé à 1,5 million de km de la Terre, soit environ 4 fois plus éloigné de la Terre que ne l’est la Lune. « En cas de problème, il ne sera donc évidemment pas question d’envoyer une équipe le réparer, comme cela a pu être le cas pour Hubble1. C’est pourquoi les ultimes tests menés par nos experts français sur le JWST et ses instruments sont si importants », souligne Daniel Verwaerde, administrateur général du CEA, maître d’oeuvre de MIRI.

 

Maj : 21/11/2017 (4182)

 

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