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James Webb Space Telescope

Le téléscope spatial James Webb (JWST), lancé le 25 décembre 2021, observe grâce à ses 4 instruments l'Univers dans l'infrarouge. Développé par la NASA en coopération avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et l’Agence Spatiale Canadienne (ASC), le satellite travaille dans l'infrarouge proche avec 3 instruments et dans l'infrarouge moyen grâce à l'instrument MIRI. Au sein de MIRI se trouve l'imageur Mirim développé sous maîtrise d’œuvre du CEA.

Pour plus d'informations, consulter le site JWST (www.jwst.fr), conçu et administré par le Département d'Astrophysique du CEA (DAp).

MIRI : une caméra infrarouge à bord du JWST

Le télescope spatial James Webb (JWST) est le successeur du télescope spatial Hubble (HST). C’est une mission dirigée par la NASA à laquelle participe l’Europe, sous la responsabilité de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), et le Canada, à travers l’Agence Spatiale Canadienne (CSA). Le télescope aura une surface collectrice 7 fois plus grande que le HST et sera consacré à l’observation de l’Univers dans le rayonnement infrarouge (de 1 à 27 microns de longueurs d’onde). Cette mission requiert de nombreuses techniques innovantes, y compris un miroir qui se déploiera dans l’espace. Le télescope délivrera une qualité d’image excellente et une sensitivité 100 fois supérieure à celles atteintes par les précédents télescopes spatiaux voués aux observations dans l’infrarouge (IRAS, ISO, Spitzer). Les objectifs scientifiques principaux de cette mission sont de sonder l’Univers quand il avait moins d’un milliard d’années, afin d’étudier la formation des premières étoiles, les trous noir primordiaux, la ré-ionisation de l’Univers, l’assemblage des galaxies, etc… ainsi que la recherche de planètes extra-solaires.

Le télescope sera équipé de quatre instruments où trois d’entre eux étudieront le rayonnement infrarouge proche (de 1 à 5 microns de longueur d’onde) : une caméra, un spectromètre, et un senseur de guidage fin avec filtre accordable. Le 4ème. instrument, MIRI (Mid-InfraRed Instrument), constitué à la fois d’une caméra équipée de 4 coronographes et d’un spectromètre, opèrera entre 5 et 27 microns de longueur d’onde.
A gauche : maquette à l’échelle du JWST ; on distingue le miroir principal constitué de 18 segments hexagonaux, et l’écran solaire, aussi large qu’un court de tennis, dont le but est de maintenir le télescope à une température stable inférieure à -220°C. A droite: le modèle de vérification de l’imageur de MIRI durant une inspection à Saclay. (Crédit: CEA/NASA).

MIRI est le fruit d’une collaboration entre l’Europe et les Etats-Unis d’Amérique, dans le cadre d’un partenariat à parts égales entre les deux parties. La participation Européenne, sous la responsabilité de l’ESA, est articulée autour d’un consortium de 10 pays : Royaume Uni, France, Belgique, Pays-Bas, Allemagne, Espagne, Suisse, Suède, Danemark, et Irlande. Ce consortium est dirigé par Le Royaume Uni. La France a concentré ses efforts sur MIRIM, l’imageur de MIRI. Sous contrat avec l’ESA, le CNES assume la responsabilité générale de la participation française au développement de MIRIM, et a délégué au CEA, à travers le Département d'Astrophysique (DAp) du CEA-Irfu, la direction des aspects techniques liés à sa construction, sur la base d’un partenariat 50/50 en terme de coûts consolidés; le DAp assure aussi la direction scientifique du projet pour ce qui est de la contribution française, laquelle provient de 4 laboratoires : l'Irfu au CEA-Saclay, le LESIA de l’Observatoire de Paris, l’IAS à l’Université de Paris-Sud, et le LAM à Marseille. MIRIM offre plusieurs modes d’observation, y compris un mode coronographique qui permettra de sonder le voisinage proche des étoiles et de détecter la présence de planètes et/ou de disques autour de certaines d’entre elles. Une fois lancé, le satellite devrait être opérationnel pendant une durée pouvant aller d’un minimum de 5 ans, jusqu’à possiblement 10 ans. Ce sera le télescope le plus grand jamais envoyé dans l’espace.