Les contrôleurs d’engins spatiaux ont commencé à alimenter les quatre instruments de pointe du télescope spatial James Webb de la NASA alors qu’ils se préparent pour les premiers aperçus d’une étoile cible par l’observatoire.
Cette étoile, appelée HD 84406, est située à 241 années-lumière de la Terre et fait partie de la constellation de la Grande Ourse, la Grande Ourse. Les images ne seront pas utilisées à des fins scientifiques, mais aideront les équipes au sol à aligner les 18 segments dorés du miroir principal de 21 pieds de large (6,5 mètres) de Webb.
Les images seront prises par la caméra infrarouge proche (NIRCam) de Webb, qui doit d’abord refroidir à sa température de fonctionnement de moins 244 degrés Fahrenheit (moins 153 degrés Celsius).
“Au début, nous aurons 18 images floues individuelles”, a déclaré à Space.com Mark McCaughrean, scientifique du groupe de travail scientifique JWST et conseiller principal à l’Agence spatiale européenne (ESA), qui connaît bien le processus. “A la fin, nous aurons une belle image nette.”
NIRCam continuera à regarder HD 84406 tandis que les experts en optique de Webb déplacent les segments de miroir par étapes à l’échelle nanométrique pour créer une surface parfaitement lisse. Ces travaux devraient durer jusqu’à fin avril. Ce n’est qu’après cela que les instruments scientifiques individuels commenceront à entraîner pleinement leurs yeux sur les objets de l’univers proche et lointain. Les premières images appropriées devraient être révélées au public fin juin ou début juillet.
McCaughrean a déclaré qu’aucun des trois autres instruments ne pouvait prendre en charge le travail de NIRCam en aidant à aligner le miroir. Le succès du télescope dépend de NIRCam et il n’est tout simplement pas permis d’échouer.
“Si NIRCam échouait, nous ne pourrions pas aligner le miroir”, a déclaré McCaughrean. “C’est pourquoi il s’agit essentiellement de deux caméras en une. Il y a une redondance totale. Si l’une tombe en panne, nous avons toujours l’autre.”
Parmi les trois instruments restants, l’instrument à infrarouge moyen (MIRI) a déjà été partiellement activé pendant la croisière d’un mois du télescope vers sa destination. Dans le cas des deux autres – le spectrographe proche infrarouge (NIRSPec) et le capteur de guidage fin/imageur proche infrarouge et spectrographe sans fente (FGS/NIRiss) – les équipes de contrôle ont maintenant éteint les radiateurs qui les maintenaient au chaud pendant la phase de croisière.
Ces éléments chauffants permettaient aux instruments de libérer progressivement l’air emprisonné à l’intérieur et d’empêcher la condensation de l’eau et l’accumulation de glace.
Il faudra des semaines pour que les instruments atteignent leurs températures de fonctionnement. Pour MIRI, cette température n’est que de 10 degrés Fahrenheit (5,5 degrés Celsius) au-dessus du zéro absolu (moins 460 degrés F ou moins 273 degrés C), la température la plus froide possible à laquelle le mouvement des atomes (qui sont la source de chaleur dans l’univers ) s’arrête. Les spectrographes peuvent fonctionner à des températures légèrement plus chaudes de moins 393 degrés F (moins 236 degrés C).
Ces températures extrêmement basses sont essentielles pour que Webb puisse accomplir ses tâches scientifiques. Le télescope a été conçu pour imager les plus anciennes étoiles et galaxies qui se sont formées dans l’univers au cours des premières centaines de millions d’années après le Big Bang. Mais à cause de l’expansion de l’univers, la lumière émise par ces galaxies n’est visible que dans les longueurs d’onde infrarouges (résultat du redshift). Étant donné que la lumière infrarouge est essentiellement de la chaleur, le faible signal ne serait pas perceptible si le télescope lui-même émettait de la chaleur.
Alors que les caméras, comme NIRCam et MIRI, produiront des images époustouflantes d’étoiles et de galaxies, les spectrographes fourniront des informations détaillées sur la composition chimique de ces objets distants, a expliqué McCaughrean.
Le télescope spatial James Webb est arrivé à destination, le point de Lagrange 2 (L2), le 24 janvier. L2 est un point sur l’axe Soleil-Terre situé à une distance de 930 000 milles (1,5 million de kilomètres) de la Terre loin du soleil. L’interaction gravitationnelle des deux corps crée des conditions stables à L2, ce qui en fait un endroit populaire pour les missions d’astronomie. Un vaisseau spatial à cet endroit orbite autour du soleil en synchronisation avec la Terre (en pratique, le télescope spatial James Webb ne se trouve pas directement à L2 mais fait des cercles autour de lui en accompagnant la Terre autour du soleil).
Le télescope spatial James Webb a été lancé le 25 décembre après une décennie de retards. La mission de 10 milliards de dollars, imaginée par des astronomes au début des années 1990, a repoussé les limites de ce qui est techniquement possible. Une fois ses miroirs alignés et ses instruments calibrés, Webb devrait révolutionner de nombreux domaines de l’astronomie. En plus des premières étoiles et galaxies, Webb contribuera à l’étude des exoplanètes, de la formation des étoiles, de la matière noire ou encore du système solaire et de ses astéroïdes.
