James Webb : Pourquoi le télescope spatial est encore loin de nous livrer ses premières images

ESPACE Plus grand et plus puissant télescope jamais envoyé dans l’Espace, le James Webb, aux belles promesses, doit décoller ce samedi depuis Kourou. Mais il ne sera véritablement opérationnel que dans six mois. Entre-temps, l’attend un long voyage semé d’embûches

Fabrice Pouliquen
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Le JWT, dans sa configuration pliée telle qu'il a été encapsulé à bord de la fusée Ariane 5. Ici lors d'un dernier test avant d'être transporté par bateau jusqu'à Kourou.
Le JWT, dans sa configuration pliée telle qu'il a été encapsulé à bord de la fusée Ariane 5. Ici lors d'un dernier test avant d'être transporté par bateau jusqu'à Kourou. — NASA/Chris Gunn
  • Hubble, en service depuis 1990, a déjà permis un grand bond en avant dans la connaissance de l’Univers. Le James Webb Telescope (JWT), présenté comme son grand frère, pourrait en permettre un nouveau grâce à sa vision infrarouge.
  • Faut-il encore réussir à envoyer le JWT jusqu’au point Lagrange L2, situé à 1,5 million de kilomètres de la Terre. Le grand voyage commence ce samedi, avec un décollage depuis Kourou à bord d’Ariane 5.
  • Au programme : 27 minutes de grand stress jusqu’à ce que le JWT se libère de la coiffe de sa fusée et commence un voyage d’un mois jusqu’à sa destination finale. Et avaler les kilomètres ne sera pas son seul défi…

Il faudra actionner plus de 150 mécanismes depuis la Terre sans aucun faux pas possible. « Seulement » pour que le James Webb Telescope (JWT) se déploie une fois arrivé dans l’Espace, lui qui embarquera plié de la   fusée Ariane 5.

Cette étape, à elle seule, montre toute la complexité du lancement du plus grand et plus puissant télescope jamais envoyé dans l’Espace. Un pare-soleil aussi grand qu’un court de tennis, un miroir primaire de 6,5 mètres de diamètre, composé de 18 segments hexagonaux constitués de béryllium et recouvert d’une pellicule d’or… Le JWT est « sans doute la machine la plus compliquée que les humains ont construite », lance   l’astronome allemand Markus Kissler-Patig, chef de la direction « science » de  l’Agence spatiale européenne (ESA), l’une des trois impliquées dans cette mission avec l’  ASC (la Canadienne) et surtout   la Nasa (l’Américaine), qui est aux commandes.



Un bijou de technologie à 10 milliards d’euros entre les mains des Européens

C’est ce samedi qu’il faudra retenir son souffle. Après plusieurs reports, c’est la dernière date arrêtée par la Nasa pour le lancement du JWT, encapsulé dans la coiffe tout au sommet de la fusée européenne Ariane 5 qui l’enverra depuis le  Centre spatial guyanais (CSG) à Kourou. Décollage prévu à 9h20 heure locale, 12h20 sur le méridien de Greenwich.

Une formalité pour la fusée européenne ? Ariane 5 est en tout cas loin d’être novice avec ses 112 vols au compteur, qui font de lui « le leader mondial des lanceurs lourds, indique Daniel de Chambure, ingénieur et responsable de l’adaptation d’Ariane 5 pour la mission JWST. Un peu plus encore après son dernier vol, pour lequel Ariane 5 a envoyé vers l’orbite de transfert géostationnaire plus de dix tonnes de charges utiles. Un record. »

Avec le JWT, on est sur 6,5 tonnes de charges utiles. Mais quelle charge utile ! Le télescope spatial, présenté comme le successeur de Hubble, est imaginé depuis 1989 et a nécessité 10 milliards de dollars d’investissements. Et les attentes sont colossales. Avec sa capacité à voir dans l’infrarouge proche et moyen, le James Webb représente un « tel bond en avant » pour l’astronomie « qu’il sera forcément à l’origine de découvertes et que les plus belles sont celles qu’on n’imagine pas encore », glissait en juin Perre Ferruit, coresponsable pour l’ESA de la mission. Voilà qui donne une idée de la pression qui pèse sur les épaules  des plus de 100 experts présents au CSG, ces dernières semaines, pour préparer ce lancement.

Déjà plusieurs coups de chaud

Les coups de chaud ne commenceront pas samedi. Daniel de Chambure en cite un premier : le transport par bateau du télescope depuis Long Beach (Californie), d’où il est parti le 26 septembre, jusqu’à   Kourou, où il est arrivé le 12 octobre. Une croisière d’environ 10.000 km, en passant par le Canal de Panama, que le JWT a effectué dans un conteneur spécialement conçu pour lui. A l’abri de la moindre contamination, que ce soit de poussières, de molécules organiques ou de fibres vestimentaires. Bref, tout ce qui est susceptible de se déposer sur l’un de ses deux miroirs (le secondaire et le primaire aux 18 segments hexagonaux) et qui pourrait nuire à la qualité  de ses observations.

Daniel de Chambure fait de cette « nécessité de maintenir en permanence le James Webb Telescope dans une atmosphère ultrapropre » l’une des complexités de la mission. Pas seulement pendant son transport par bateau, mais aussi tout au long de sa préparation dans le bâtiment d’assemblage final (BAF) , où il a passé ses dernières semaines sur Terre. Au point de l’avoir placé « sous une atmosphère surpressurisée dans une sorte de tente délimitée par des rideaux [de 12 mètres de haut] et dans laquelle les intervenants entrent par un SAS et en combinaison intégrale », raconte l’ingénieur de l’ESA. Autrement dit,  une salle blanche dans la salle blanche, le BAF ayant lui même été préparé pour être débarrassé de toutes poussières visibles et molécules organiques en suspension avant d’accueillir le JWT.

Dans le Bâtiment d'assemblage final, le JWT était placée dans une sorte de tente délimitée par des rideaux de 12 mètres de haut. Une salle blanche dans la salle blanche autrement dit.
Dans le Bâtiment d'assemblage final, le JWT était placée dans une sorte de tente délimitée par des rideaux de 12 mètres de haut. Une salle blanche dans la salle blanche autrement dit. - ESA-Manuel Pedoussaut

Plié et encapsulé à 8 mm près dans la coiffe de la fusée

La propreté n’était pas le seul défi de ces dernières semaines. Un autre, tout aussi colossal, était de pouvoir faire entrer le télescope dans le lanceur. Pas le choix : il a fallu le plier. « A la manière d’un origami », décrit-on à l’ESA. Jusqu’à ce qu’il ne forme plus qu’un rectangle de 10,66 m de haut et 4,5 m de large. « Il occupe toute la coiffe avec des marges d’espaces qui ne dépassaient pas les 8 mm », raconte Daniel de Chambure. Cette encapsulation a été réalisée avec succès vendredi dernier. Une semaine plus tôt, le télescope s’était retrouvé suspendu à un câble à 40 mètres de haut avant d’être posé délicatement jusqu’au sommet de la fusée Ariane 5. Une autre opération ô combien délicate.

Le James Webb Telescope et son lanceur seront transférés sur le pas de tir ce mercredi, indique l’ESA, pour ensuite ne plus bouger jusqu’au décollage, samedi. « La phase de lancement sera courte, 27 minutes précisément », reprend Daniel de Chambure. Cette étape comprend le décollage, la séparation de la fusée avec ses propulseurs, puis de la capsule avec la fusée, et enfin du télescope avec sa capsule. Les premiers signaux du JWT captés depuis la Terre sont attendus dans la 30e minute après le décollage.

Chronologie du lancement du James Webb Telescope, prévu ce vendredi 24 décembre.
Chronologie du lancement du James Webb Telescope, prévu ce vendredi 24 décembre. - ESA

Un mois pour se rendre à destination… et se déployer

Il sera enfin temps pour les équipes des trois agences spatiales de souffler ? Pas du tout. Le JWT ne sera alors qu’au tout début d’un long périple d’1,5 million de kilomètres vers le point de Lagrange L2, là où il est prévu qu’il se place en orbite autour du Soleil. Comptez quatre semaines environ, au cours desquelles le James Webb Telescope ne devra pas se contenter d’avancer. Il lui faudra aussi se déployer. On en revient alors aux 150 mécanismes qui doivent se déclencher sans fausse note. A commencer par les panneaux solaires, 31 minutes après le décollage, qui permettront d’alimenter les instruments du télescope.

Ensuite, « la séquence commencera par le déploiement du pare-soleil, décrit Catarina Alves de Oliveira, responsable des opérations scientifiques de l’ESA. D’abord des deux structures qui le protègent, puis du pare-soleil en lui-même. Avant, enfin, d’assurer la bonne tension [l’étirement] et la séparation des cinq couches d’isolation qui le composent. » Ensuite, il sera temps de s’attaquer aux deux miroirs. D’abord « en déployant le support du miroir secondaire, puis des deux ailes latérales qui composent le miroir secondaire », reprend Catarina Alves de Oliveira.

Pleinement opérationnel dans six mois

Toutes ces opérations sont à risque, concède la scientifique de l’Esa, « mais elles ont été préparées et répétées avec minutie au sol, assure-t-elle. Et, une fois le Webb dans l’Espace, nous procéderons avec prudence, en prenant tout notre temps. » Une fois à destination et déployé correctement, on pourra alors dire qu’il a fait le plus dur. Il restera tout de même à calibrer le télescope et ses instruments en l’exerçant sur plusieurs cibles. Une phase qui devrait durer cinq mois. Autrement dit : les premières images d’un James Webb pleinement opérationnel ne sont pas attendues avant six mois.

En espérant qu’elles soient les premières d’une très longue série, le grand frère de Hubble étant prévu pour fonctionner cinq ans. Du moins au minimum car il embarque du carburant pour fonctionner au moins le double.