Sciences

James Webb : la NASA ne veut pas reproduire les erreurs d'Hubble

ActualitéClassé sous :Astronautique , télescope spatial James Webb , JWST

Le Télescope spatial James Webb (JWST) qui sera lancé aux alentours de 2012 doit succéder à Hubble, en orbite depuis 1990. Ce télescope spatial de nouvelle génération marquera un saut technologique évident. Avec un miroir primaire de 6,5 m de diamètre et des instruments scientifiques conçus pour explorer l'Univers infrarouge, des avancées significatives et découvertes majeures sont attendues.

Maquette à l'échelle 1 du Télescope spatial James Webb, exposée au Salon du Bourget (juin 2005)

Hubble, un héritage considérable

Bien que l'apport de Hubble à l'astronomie soit considérable, ce premier grand télescope spatial donne des signes évidents d'usure. Après plus de 16 années passées en orbite la NASA a décidé de le mettre au rebut, vraisemblablement vers 2010. D'ici là, une nouvelle mission de service est prévue en 2007. Il s'agira de procéder aux remplacements de quelques instruments et d'installer de nouveaux gyroscopes.

Miroir de 6,5 m

Avec un diamètre de 6,5 m, le miroir primaire du JWST sera trois fois plus grand que celui d'Hubble (2,4 m) mais nettement moins lourd. Ce miroir segmenté en 18 éléments (miroir en béryllium) aura une résolution d'environ 0,1 seconde d'arc, pour une surface totale du miroir primaire de 25 m².

Cette segmentation est obligée. Aucun lanceur n'est capable de lancer un télescope de cette taille. Le miroir du JWST sera plié, tout comme son bouclier thermique constitué de 5 couches et mesurant 22 m de long pour une largeur de 10 m.

Ne pas envoyer dans l'espace un miroir imparfait

Le souci majeur de la NASA est de ne pas répéter les mêmes erreurs qu'avec Hubble. Souvenez-vous : ses premières images étaient très décevantes, floues et, malgré le traitement d'image, n'atteignaient pas la résolution prévue. Il fut établi que le miroir principal avait été taillé légèrement trop plat sur les bords à cause d'un mauvais étalonnage de l'instrument de vérification de courbure. Autrement dit, le miroir du télescope présentait une aberration sphérique.

Or, s'il a été possible de corriger ce défaut avec l'envoi d'astronautes pour le réparer en orbite, Hubble évoluant à moins de 600 km d'altitude, cela ne sera pas possible avec le JWST. En effet, le télescope James Webb sera placé au point de Lagrange L2, à environ 1,5 million de km de la Terre, une distance qui rend impossible toute mission de maintenance.

Procédures drastiques pour le JWST

Bref, les procédures mises en places par la NASA pour surveiller toutes les étapes de construction des 18 segments du miroirs du JWST sont drastiques. D'autant plus qu'on s'est aperçu que le problème rencontré par Hubble aurait pu être détecté avant le lancement mais ne le fut pas pour des raisons de coûts.

Pour déceler toutes les erreurs de fabrication, le JWST sera entièrement assemblé et examiné sur Terre avant son lancement, ce qui n'avait pas été fait dans le cas d'Hubble. Le problème avec Hubble, c'est que les processus qualité n'avaient été menés qu'au niveau des composants. Enfin, toutes les technologies critiques, notamment les miroirs, les mécanismes de déploiement des segments du miroir primaire et des 5 couches du bouclier thermique seront testés en janvier 2007.

La construction de ces 18 miroirs en béryllium a déjà débuté. Le premier segment doit subir des essais cryogénique au Centre Marshall de la NASA de façon à s'assurer qu'il peut fonctionner jusqu'à 40 degrés Kelvin. Cette température des plus glaciale, est nécessaire pour permettre aux instruments du télescope de fonctionner de façon nominale dans l'infrarouge.

Note

La première mission de service pour Hubble s'est déroulée en décembre 1993. Accomplie par l'équipage d'Endeavour (STS-61), elle avait pour principal objectif de corriger le défaut de courbure du miroir d'Hubble. Pour le corriger, la NASA a mis au point le COSTAR que les astronautes ont installé à la place d'un photomètre.

Cela vous intéressera aussi