Illustration du James Webb Space Telescope. L’équipe Webb a terminé la procédure d’alignement des miroirs. © Nasa
Sciences

Les miroirs du James Webb sont parfaitement alignés, quelle est la suite ?

ActualitéClassé sous :Espace , télescope spatial , télescope spatial James Webb

Le plus grand télescope jamais envoyé dans l'espace vient de marquer un grand pas avant de devenir pleinement opérationnel. La longue procédure d'alignement des miroirs est désormais achevée, il reste encore quelques étapes avant de commencer la science cet été.

Cela vous intéressera aussi

[EN VIDÉO] Une minute pour comprendre le déploiement du télescope spatial James-Webb  Après son départ pour l'espace le 25 décembre 2021, le James Webb Space Telescope transitera durant 29 jours vers le point de Lagrange L2, à 1,5 million de kilomètres de la Terre. Durant cette période, le JWST déploiera ses instruments progressivement, afin d'être opérationnel à son arrivée sur place. 

La Nasa a annoncé jeudi 28 avril que l'alignement des miroirs du James-Webb est désormais terminé. À l'issue d'une revue générale, l'ensemble des équipes a unanimement conclu que le James Webb Space Telescope est tout à fait apte à faire des observations et des images avec chacun des instruments.

L'alignement des miroirs a pris des mois, selon une procédure qui comptait sept étapes. Cela avait commencé par un alignement grossier afin de s’assurer que la lumière reçue parviendrait jusqu’au foyer. Pour rappel, le miroir primaire du James-Webb est tellement large - six mètres de diamètre - qu'il a fallu le plier pour réussir à tout caser dans la coiffe de la fusée Ariane 5 qui l'a envoyé dans l'espace à Noël dernier.

Série d'images prises par les différents instruments du James-Webb pour montrer le correct alignement de ses miroirs. Il s'agit d'une région du Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine satellite de la Voie lactée. Au milieu, l'instrument NIRCam a observé à 2 microns, à gauche le spectromètre NIRSpec a observé à 1,1 micron, en bas à droite l'instrument NIRISS a regardé la région à 1,5 micron. En haut à droite, l'instrument Mirim a mis en évidence des nuages interstellaires en regardant dans l'infrarouge moyen, à 7,7 microns. Enfin, en bas nous trouvons les images prises par le système de guidage du télescope spatial, qui sert aussi aux calibrations. © Nasa, STScI
C’est à l’issue d’une dernière série d’itérations que la procédure d’alignement s’est enfin terminée

La procédure a ensuite continué avec l'alignement de chacune des dix-huit sections hexagonales du miroir primaire, ainsi que du miroir secondaire. Le but était de pouvoir empiler les images reçues par chaque section en une seule. Pour continuer, les équipes ont affiné les positions des différentes sections du miroir primaire puis se sont assurés que le chemin optique était optimal jusqu'à chacun des instruments. C'est à l'issue d'une dernière série d'itérations que la procédure d'alignement s'est enfin terminée.

On rappelle que toutes les opérations se sont faites automatiquement à distance et avec la plus grande prudence ! En effet, on ne peut pas monter une opération de secourisme du télescope comme la Nasa l'a fait à plusieurs reprises avec Hubble à l'aide de la navette spatiale, ou comme le propose l'agence spatiale chinoise en plaçant le futur télescope spatial Xuntian sur la même orbite que leur station spatialeA contrario, le James-Webb est beaucoup plus loin que l'orbite basse, à 1,5 million de kilomètres de la Terre, au point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil.

L’alignement du télescope spatial James-Webb de la Nasa est maintenant terminé. © Nasa

Place aux tests des instruments !

La phase d'alignement des miroirs étant finie, le James-Webb est pleinement opérationnel. Toutefois, il n'est pas encore prêt à faire de la science. Il reste encore de nombreux tests à réaliser avec les instruments. Cette nouvelle phase de préparation devrait durer encore deux mois selon la Nasa afin que les opérations scientifiques débutent en juillet.

Dorénavant, les corrections sur les miroirs seront très minimes, à savoir de tout petits ajustements. Le télescope focalise déjà à la perfection la lumière sur chacun d'entre eux, avec des performances optiques « au-delà des prédictions les plus optimistes des ingénieurs » d'après la Nasa. Toutefois, les équipes vérifieront tous les deux jours l'alignement des miroirs et appliqueront des correctifs si besoin. En outre, lors des différents tests des instruments à venir, le télescope réalisera de nombreuses observations, ce qui permettra aux ingénieurs de confirmer son bon fonctionnement.

Chacun des quatre instruments scientifiques est extrêmement complexe. Lors des tests, se déroulera un ballet des différentes combinaisons qu'ils peuvent avoir afin de voir si les lentilles, capteurs, masques, roues à filtres et autres équipements fonctionnent correctement. De nombreuses calibrations sont au programme.

En réalité, les équipes responsables de leur instrument ont déjà commencé les tests depuis des semaines, profitant des images qu'ils peuvent recevoir au fil des opérations d'alignement des miroirs. Mais certains instruments ont dû être mis dans des conditions particulières pour bien marcher. C'est le cas de l'instrument Mirim fourni par le Cnes, qui a dû être refroidi à seulement sept degrés au-dessus du zéro absolu, soit -266 ° Celsius. C'est idéal pour éliminer tout bruit dans un signal infrarouge et c'est indispensable pour avoir des données à hauteur des espérances des scientifiques.

Les quatre instruments serviront à observer l'Univers en infrarouge. NIRCam est une caméra à champ large observant dans des longueurs d'onde entre 0,6 et 5 microns. NIRSpec est son compagnon spectromètre pour analyser les signaux infrarouges de sources compactes et de galaxies lointaines. Mirim observe dans l'infrarouge moyen (entre 5 et 28 microns), ce qui est intéressant pour analyser les nuages interstellaires composés de gaz et de poussière. Enfin, NIRISS est un instrument secondaire qui pourra faire des spectres grand champ.

Pourquoi les images sont-elles monochromatiques ? Tout simplement car chaque prise a été prise en regardant que dans une seule longueur d'onde. Ici, une partie du Grand Nuage de Magellan prise par l'instrument NIRCam à 2 microns. © Nasa, STScI
Pour en savoir plus

Le télescope spatial James-Webb aligne ses miroirs

Article de Daniel Chrétien, publié le 7 mars 2022

C'est un réglage à respecter pour tout télescope, qu'il soit celui de votre nièce ou le plus puissant télescope spatial jamais envoyé dans l'Histoire. Depuis que le James-Webb est parvenu à capter ses premiers photons, les équipes suivent ce long processus de trois mois qui finira au printemps.

Il y a un mois, la Nasa a annoncé que l'instrument NIRCam (caméra infrarouge), principal imageur du James-Webb, a détecté ses premiers rayons lumineux. Cela veut dire que les rayons ont parcouru tout le chemin prévu dans le télescope, guidés par les différents miroirs de la structure. Depuis, l’équipe de la Nasa a commencé à aligner les 18 sections du miroir primaire.

Le travail est extrêmement précis, au vu des exigences scientifiques du télescope spatial américain. Pour se le représenter, il faut imaginer que si le miroir primaire a la taille des États-Unis, chaque section aurait la taille du Texas, et il faudrait régler leur hauteur avec une précision de 3,8 centimètres !

Le processus compte sept phases. À la fin février, l'équipe a achevé les phases deux et trois. Ces deux phases consistaient à affiner les alignements de chaque section et du miroir secondaire, puis à empiler les images reçues par chaque section en une seule image.

La qualité de l’image s’améliore après la phase deux d’alignement global (avant-après). © Nasa/STScI

Quatrième phase amorcée

Il s'agit maintenant d'alignements « grossiers » avant de passer à la phase cinq, qui consiste à affiner la position des sections du miroir primaire. Ces deux phases devraient durer plusieurs semaines. La suite consistera à l'alignement des miroirs avec les champs de vue des instruments scientifiques. Enfin, la dernière phase consistera aux corrections finales de façon itérative. Ainsi, selon la Nasa, le télescope sera opérationnel au printemps, mais il faudra attendre à la fin de l'été pour avoir la qualité maximale.

En attendant la phase cinq, la Nasa a annoncé que l'équipe du spectrographe dans le proche infrarouge européen NIRSpec du James-Webb a vérifié avec succès trois mécanismes indispensables au bon fonctionnement de l'instrument.

Abonnez-vous à la lettre d'information La quotidienne : nos dernières actualités du jour. Toutes nos lettres d’information

!

Merci pour votre inscription.
Heureux de vous compter parmi nos lecteurs !