Les segments composant le miroir du télescope James Webb se sont correctement dépliés dans l’espace. Sous la couche d’or, cette structure imposante est constituée de béryllium. Pourquoi avoir choisi ce métal ?

Nouvelle étape pour le télescope spatial James Webb (JWST) : le déploiement des segments du miroir doré s’est achevé le 19 janvier 2022. Pour cela, il a fallu utiliser plus de 130 actionneurs, afin de faire bouger les morceaux du miroir primaire et le miroir secondaire. Le déplacement des miroirs du JWST est une manœuvre lente et minutieuse, néanmoins indispensable pour la suite, qui consistera à aligner les miroirs.

Lors de ce déploiement, les différents segments ont été déplacés de 12,5 millimètres, par rapport à la structure du JWST. 18 actionneurs de « rayon de courbure » (ROC, pour « radius of curvature » en anglais) ont également été changés de position. « Même contre la résistance du béryllium, qui est 6 fois supérieure à celle de l’acier, ces actionneurs façonnent individuellement la courbure de chaque segment du miroir pour définir la forme parabolique initiale du miroir primaire », a commenté Erin Wolf, directrice du programme du James Webb au sein du Ball Aerospace (qui a construit le télescope), citée par la Nasa.

Un métal résistant et toxique

Les miroirs du James Webb sont donc en béryllium, un métal léger, gris et toxique. Comme l’indique la Nasa dans cette page consacrée aux miroirs de James Webb, les caractéristiques de cet élément chimique le rendaient très intéressant pour cet usage. « Le béryllium est très résistant pour son poids et conserve bien sa forme dans une fourchette de températures. Le béryllium est un bon conducteur d’électricité et de chaleur et n’est pas magnétique », décrit l’agence spatiale. James Webb doit énormément se refroidir pour pouvoir entamer ses opérations : il est indispensable que les éléments composant ces miroirs supportent une température d’environ -223°C.

beryllium miroirs jwst
Des segments du miroir primaire, avant d’être recouverts d’or. Ils sont en béryllium. // Source : Nasa via Flickr (photo recadrée)

À la fois léger et résistant, le béryllium a déjà été utilisé dans l’aérospatial, notamment pour construire des morceaux d’avions supersoniques ou la Navette spatiale américaine. En raison de sa toxicité, il est cependant manipulé avec précaution — il ne faut pas respirer ni avaler sa poussière.

Les miroirs du James Webb ont commencé à être façonnés dans l’Utah, dans des mines de béryllium. Au total, il a fallu les transporter dans 11 lieux différents aux États-Unis, afin qu’ils soient traités et polis. On peut voir leur voyage dans une carte interactive. Le type de béryllium qui a été utilisé ici était présenté sous forme de fine poudre, qui a été pressée dans une boite en acier pour lui donner une forme plate. Chaque morceau ainsi obtenu a permis de créer deux ébauches d’environ 1,3 mètre de diamètre. Chacune de ces ébauches a ensuite servi à fabriquer un segment — le miroir final est composé de 18 segments.

Chaque segment du miroir en béryllium pèse 20 kilogrammes. En ajoutant le reste des éléments de chaque segment, y compris son actionneur, cette masse monte à 40 kilogrammes. En plus du façonnage minutieux, les segments ont été testés : ils ont notamment été refroidis pour atteindre la température que le télescope connaîtra dans l’espace. Une fine couche d’or a enfin été apposée sur les segments du JWST, pour améliorer sa capacité à observer dans le domaine infrarouge.