La semaine dernière, le James Webb Space Telescope, nouvelle coqueluche des astronomes de la NASA, a officiellement ouvert les yeux et capturé sa première image. C’était une étape très importante puisqu’elle a prouvé la fonctionnalité des systèmes optiques, mais le JSWT est encore loin d’être entièrement fonctionnel pour autant. Mais cette échéance se rapproche désormais à grands pas avec l’entrée en service de sa “boussole”.
En effet, pour la toute première fois, cet instrument canadien, baptisé “Fine Guidance System” (FGS) est parvenu à stabiliser, puis à verrouiller le télescope sur une cible spécifique, ce qui atteste de sa capacité à rester focalisé sur un objet précis.
Il est difficile d’exagérer l’importance de cette étape absolument cruciale; en effet, sans cet instrument, le JWST serait bien incapable d’atteindre le niveau de précision invraisemblable nécessaire à ce type d’observations. Tous les futurs travaux du JWST dépendent donc directement du bon fonctionnement de cet engin. La confirmation a donc dû être un immense soulagement pour les ingénieurs qui lui ont consacré des années d’efforts surhumains.
Une “boussole” high-tech indispensable au déploiement
Maintenant que le FGS est opérationnel, pas question de le laisser au chômage technique. Il va même jouer un rôle déterminant dans la suite des événements. En effet, les premières images ne sont attendues que dans plusieurs mois. D’ici là, la NASA va continuer de réveiller chaque sous-système un par un pour s’assurer de leur bon fonctionnement. Mais surtout, il va falloir achever la mise en place du miroir principal. Et pour mener à bien cette tâche infiniment délicate, l’aide du FGS sera très précieuse.
Contrairement à d’autres télescopes comme Hubble, le miroir principal du JWST n’est pas fait d’une seule pièce; à la place, il est constitué de dix-huit sous-unités hexagonales qui se déplient pour former un miroir unique de 6,5 mètres de diamètre. D’un côté, sans cette approche très audacieuse, la NASA n’aurait jamais pu doter le télescope d’un miroir aussi grand, et donc aussi performant. Mais de l’autre, c’est aussi un défi d’ingénierie absolument colossal qui a forcé l’agence à redoubler de sérieux, mais aussi d’ingéniosité.
Une marge d’erreur virtuellement inexistante
En effet, pour permettre au télescope de fonctionner comme prévu, tous ces miroirs doivent être alignés avec une précision phénoménale. Et à ce niveau, la NASA ne dispose tout simplement pas de la moindre marge d’erreur. Car lorsqu’il s’agit de tirer le portrait à des astres éloignés de plusieurs milliards d’années lumières, un simple millimètre de décalage représente déjà une imprécision supérieure de plusieurs ordres de grandeur aux standards du télescope. Pour résumer : le moindre écart significatif est tout simplement inadmissible.
C’est à cause de ce besoin de précision exceptionnel que la phase de déploiement dure aussi longtemps. En effet, lorsqu’il a rejoint l’espace à bord d’un lanceur Ariane 5, le pauvre télescope a été soumis à une grande quantité de vibrations, malheureusement inévitables en dépit des précautions de la NASA .
Après ce passage au shaker, il est donc encore plus important d’être très méticuleux sur le placement de ces hexagones. Dans le cas contraire, il restera un écart certes léger, mais incompatible avec le miroir parfaitement uniforme dont le JSWT a besoin. Car à son arrivée dans l’espace, les différentes unités avaient forcément bougé un petit peu. C’est d’ailleurs à cause de ce tout petit écart que le premier test optique a produit 18 images de la même planète; il s’agissait d’une image du même objet qui a été réfléchie par chaque miroir individuel avec un léger décalage. Ces différents points constituent d’ailleurs un élément de référence qui aidera à calibrer les miroirs par la suite.
La dernière ligne droite se rapproche
Pour s’assurer de la précision de cette calibration, les miroirs individuels sont montés sur un jeu de moteurs qui se déplacent très, très lentement jusqu’à la position souhaitée. Pas question d’aller trop vite et de risquer le moindre dégât, puisqu’il sera impossible de réparer le JWST en cas de pépin comme cela a été fait pour Hubble. Et c’est là que le FGS intervient. Il servira à définir un point de référence commun; celui-ci permettra à son tour d’ajuster chaque miroir jusqu’à la position idéale.
Une fois que la NASA sera satisfaite de cet alignement, le télescope abordera alors la dernière ligne droite. Au cours de cette dernière étape critique, il devra patienter le temps que tous ses instruments aient complètement évacué toute la chaleur accumulée au cours du décollage.
En effet, tous les équipements du télescope sont spécifiquement conçus pour travailler à -233°C. Et à ce niveau, comme pour l’alignement des miroirs, le moindre écart pourrait provoquer des incohérences inacceptables; là encore, la moindre imprécision serait susceptibles de remettre en question le résultat des observations. Le JWST va donc devoir patienter sagement jusqu’à ce qu’il ait la tête complètement froide.
Il pourra alors aborder la toute dernière phase : la dernière calibration des instruments, qui est prévue autour de juin. Si tout se passe comme prévu, le télescope commencera alors à nous abreuver d’images pour les années à venir. Avec, on l’espère, des images saisissantes et des découvertes révolutionnaires à la clé.
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Comme quoi l’homme est capable du meilleur comme du pire