Le télescope spatial James-Webb (JWST) a quitté la Terre et se déploie dans l’espace, afin d’observer les prémisses de notre Univers. Voici tout ce qu’il faut savoir sur la mission du digne successeur de Hubble.

Son lancement dans l’espace était très, très attendu des astronomes. Le télescope spatial James-Webb (James Webb Space Telescope, ou JWST) est développé par la Nasa, avec la participation de l’Agence spatiale européenne (ESA) et de l’Agence spatiale canadienne (ASC). Cet immense observatoire a rejoint les étoiles, pour entamer ses activités scientifiques. Son déploiement est en cours, mais il reste encore des défis et des périls potentiels.

Voici tout ce qu’il faut savoir sur la mission du colossal JWST.

Où en est le télescope James Webb ?

C’est désormais fait : le télescope James Webb est parti dans l’espace ! Le lancement a été réussi le 25 décembre 2021. Il reste maintenant à le rendre complètement opérationnel. Au total, ce sont plus de 300 points critiques qui ont été recensés comme pouvant poser problème au cours de son déploiement ; évidemment, ils sont scrutés par la Nasa.

À quoi va servir le télescope James-Webb ?

Cet observatoire a été conçu pour faire avancer la recherche dans quatre domaines principaux :

  • Détecter la lumière des premières galaxies, apparues peu après le Big Bang,
  • Étudier la formation et l’évolution des galaxies,
  • Mieux cerner la naissance des étoiles,
  • Ainsi que les exoplanètes.

Pour cela, le JWST observe dans le domaine de l’infrarouge (c’est-à-dire le rayonnement entre la lumière visible et les micro-ondes) et dans l’espace. Ainsi, l’observatoire sera en mesure de remonter loin dans le passé de l’Univers, pour voir les premières galaxies en formation — des « bébés galaxies » — et inspecter l’intérieur des nuages de poussière dans lesquels les étoiles et les planètes se sont formées.

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Un (adorable) dessin inspiré par la mission du JWST. // Source : Flickr/CC/Pooja Mulmuley Nibandhe

Quels sont les instruments du télescope James-Webb?

L’observatoire embarque quatre instruments scientifiques :

  • Une caméra pour l’infrarouge proche, la NIRCam (pour « Near-InfraRed Camera »), qui permettra entre autres de détecter les étoiles apparues après le Big Bang, de rechercher des supernovæ, de mesurer la lumière distordue à cause de la matière noire,
  • Un spectromètre pour l’infrarouge proche, le NIRSpec (« Near-Infrared Spectrometer »), qui permettra par exemple d’étudier les éléments chimiques dans des galaxies lointaines ou des amas de jeunes étoiles,
  • Un instrument pour l’infrarouge moyen, le MIRI (« Mid Infrared Instrument »), avec lequel il sera notamment possible d’observer des naines brunes, des exoplanètes et l’évolution des étoiles et systèmes protoplanétaires,
  • Et un imageur dans l’infrarouge proche et spectrographe sans fente, dit NIRISS (« Near Infrared Imager and Slitless Spectrograph »), qui aidera à étudier des exoplanètes et des galaxies lointaines.

Pourquoi le télescope James-Webb a-t-il un miroir segmenté ?

Le somptueux miroir primaire du télescope James-Webb, d’un diamètre estimé à 6,5 mètres, ne passe pas inaperçu avec sa coloration dorée et ses 18 segments assemblés de forme hexagonale. En astronomie, on dit que le miroir est segmenté. Il ne s’agit pas d’un choix technique, car il aurait été possible de le construire en un seul bloc.

C’est une motivation logistique qui se cache derrière ce choix : il eut été impossible de faire entrer un miroir de cette taille constitué d’un seul bloc dans la fusée qui a lancé le JWST dans l’espace. Pour la première fois, il a donc été décidé de lancer un télescope avec un miroir segmenté dans l’espace.

Le télescope James-Webb va-t-il remplacer Hubble ?

Il ne serait pas tout à fait exact de dire que le télescope spatial James-Webb a vocation à remplacer Hubble. Il faut davantage le voir comme un successeur. Certes, le JWST dépasse une limite de Hubble, qui s’avère incapable de voir au-delà de l’infrarouge proche (il remonte donc moins loin dans le passé que ne le fera le JWST). Il est aussi plus imposant que Hubble en taille.

Mais le jour où Hubble ne fonctionnera plus, le télescope James-Webb n’aura pas les moyens de complètement se substituer à lui. Actuellement, Hubble est le seul télescope capable d’observer dans l’ultraviolet et le JWST n’est pas équipé pour faire la même chose.

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« Eh oui James, tu ne pourras jamais vraiment me remplacer. » // Source : Nino Barbey pour Numerama

Quand le télescope James-Webb a-t-il été lancé ?

Le télescope spatial James-Webb devait initialement être lancé le 18 décembre 2021. Finalement, son lancement a eu lieu le jour de Noël, le 25 décembre 2021.

D’où le télescope James-Webb a-t-il été lancé ?

Il a décollé du centre spatial de Kourou en Guyane française, transporté à bord d’une fusée Ariane 5 ECA. L’observatoire avait dû être acheminé en bateau, depuis la Californie, afin de rejoindre sa base de lancement.

Combien coûte le télescope James-Webb ?

Le coût total du télescope est estimé 9,7 milliards de dollars, soit 8,2 milliards d’euros. Depuis les débuts du projet, ce budget a été régulièrement revu à la hausse.

La Nasa mentionne participer au coût total du JWST à hauteur de 7,998 milliards de dollars. Elle estime que les cinq premières années d’exploitation de l’observatoire, additionnées à deux années nécessaires à l’exploitation de ses données, engendreront un coût supplémentaire de 8,835 milliards de dollars — sachant que le JWST devrait certainement doubler sa durée de vie.

Pourquoi le lancement du télescope James-Webb a-t-il été repoussé ?

L’envol du JWST dans l’espace a été maintes fois repoussé. En 2003, la date envisagée pour son départ dans l’espace était 2011. Néanmoins, cette année-là, le calendrier a dû être réajusté en raison de problèmes réguliers et de la hausse de budget. Des représentants du Congrès américain ont même envisagé d’annuler le projet, devenu trop onéreux. Cependant, le lancement a pu être repoussé en 2018.

Et depuis, le décollage a été continuellement repoussé. La pandémie de covid-19 a encore plus bouleversé le rythme de travail, obligeant à décaler encore la date du lancement dans l’espace à fin 2021.

Pourquoi le nom du télescope James-Webb est-il controversé ?

Au début du projet, le télescope avait reçu l’appellation temporaire « Next Generation Space Telescope » (NGST, pour « Télescope spatial de nouvelle génération »). Il était nommé ainsi pour symboliser la continuité de ses activités, par rapport à celles de Hubble.

Le JWST a reçu son nom officiel le 10 septembre 2002, faisant référence à James Webb (1906-1992), le deuxième administrateur de la Nasa. Il est connu pour avoir dirigé Apollo. Néanmoins, ce choix de nom est remis en question par de nombreux et nombreuses scientifiques, car James Webb aurait favorisé une politique d’exclusion des personnes LGBTQI+ au sein de l’agence spatiale. La Nasa n’a cependant pas l’intention de le renommer.

Pourquoi le télescope James-Webb doit-il être envoyé dans l’espace ?

Il était nécessaire de faire du JWST un télescope spatial, et non terrestre, car cet observatoire nécessite des conditions d’observation très particulières. L’atmosphère terrestre risquerait de brouiller les images obtenues par le télescope, car elle est quasiment opaque et brille dans les longueurs d’onde infrarouges dans lesquelles le James-Webb observera. Les technologies utilisées dans les télescopes terrestres ne permettent pas, actuellement, de contourner ce problème.

Cette nécessité de l’envoyer dans l’espace rend la mission d’autant plus complexe : il faut que tous les mécanismes du JWST fonctionnent parfaitement.

Où le télescope James-Webb sera-t-il placé dans l’espace ?

Il faudra environ un mois au télescope, après son lancement, pour atteindre sa localisation prévue : le point de Lagrange L2, situé à environ 1,5 million de kilomètres de notre planète. Il est indispensable de placer le JWST très loin, car il a besoin d’une température peu élevée pour fonctionner correctement (-223°C). Son bouclier, composé de 5 épaisseurs, va contribuer à le maintenir au froid, en bloquant la lumière émise par le Soleil, la Terre et la Lune (elle risquerait, en chauffant le télescope, de fausser ses observations).

Mais en plus du bouclier, la position du télescope spatial joue un rôle : il sera placé derrière la Terre, par rapport au Soleil. Le JWST sera ainsi à peu près aligné à tout moment avec notre planète et le Soleil.

À une telle distance, aucune réparation ne pourra être envisagée dans l’espace, à la manière des missions de maintenance qui ont lieu avec Hubble.

Combien de temps doit durer la mission du télescope James-Webb?

À partir de son lancement, le télescope a été conçu pour que sa mission dure au moins 5 ans et demi (incluant les premiers six mois de sa mise en service). L’objectif serait plutôt que sa durée de vie soit supérieure à 10 ans. Contrairement au télescope Hubble, ce n’est pas tant le fonctionnement de ses divers composants qui risque de poser problème avec le temps. C’est plutôt la quantité de carburant embarquée par l’observatoire pour maintenir son orbite qui sera déterminante. Le JWST transporte donc du carburant en quantité suffisante pour être fonctionnel pendant une dizaine d’années.