L’observatoire James Webb sera certes en orbite autour du Soleil, mais aussi autour d’un point de Lagrange. Il ne s’agit pas d’un objet. Alors, comment le JWST peut-il ainsi n’être en orbite autour de… rien ?

Le long voyage du télescope spatial James Webb (JWST) vers son emplacement final est bientôt terminé. Son périple qui doit l’amener à 1,5 million de kilomètres de notre planète s’achève ce lundi 24 janvier 2022. James Webb va alors stabiliser son orbite autour du Soleil. Mais pas seulement : il va aussi être positionné sur une autre orbite, autour d’un point de Lagrange L2. Pour obtenir le « coup de frein » nécessaire, le JWST pourra compter sur ses moteurs et son carburant.

Il sera donc bien en train de tourner autour d’un objet, l’étoile de notre système solaire, mais aussi autour de quelque chose qui n’est pas un objet, le fameux point L2. Cela peut sembler étrange de mettre le JWST en orbite autour de « rien » (hormis le Soleil). On le voit sur l’animation suivante, partagée par l’astronome amateur Tony Dunn, professeur de physique au lycée Archbishop Riordan de San Francisco, le 24 janvier. Elle représente la trajectoire du JWST par rapport à la Terre et la Lune — et la boucle qu’il dessine à partir de fin janvier 2022, autour d’un… vide.

Les forces gravitationnelles de 2 objets en équilibre

Il faut comprendre que les points de Lagrange ne font pas référence à des objets, mais à des positions dans l’espace. Il faut les considérer comme des points d’équilibre : ce sont des « endroits où les forces gravitationnelles de 2 objets massifs — comme le Soleil et la Terre — sont en équilibre », résume la Nasa dans un fil de discussion sur Twitter le 21 janvier.

Envoyer James Webb au niveau du point L2 est intéressant, car depuis cette position, le Soleil, la Terre (et la Lune) sont toujours du même côté. « À L2, le pare-Soleil de Webb peut toujours faire face à ces sources de chaleur et de lumière pour protéger les optiques et les instruments de Webb, qui doivent rester très froids pour détecter de faibles signaux de chaleur dans l’Univers », complète la Nasa.

points de lagrange webb
Points de Lagrange, dont L2, autour duquel va orbiter James Webb. // Source : Wikimedia/CC/Debiansid (annotation Numerama)

On pourrait alors se demander pourquoi le JWST ne sera pas simplement positionné sur ce point L2, plutôt que d’être en orbite autour de lui. Il s’avère qu’il est en fait « plus simple et plus efficace pour Webb d’être en orbite autour de L2 », indique la Nasa. En tournant autour de L2, le télescope aura toujours les mêmes conditions d’éclairement au cours du temps, ce qui est « nécessaire pour la stabilité thermique et la production d’énergie » de James Webb. C’est aussi un bon emplacement pour permettre les communications entre le JWST et la Nasa.

Si vous voulez suivre l’arrivée de James Webb vers son orbite autour de L2, c’est possible le soir du lundi 24 janvier. La Nasa diffusera un direct à partir de 21 heures (heure de Paris). Cependant, vous n’y verrez aucune image de James Webb obtenue dans l’espace : l’observatoire n’embarque pas de caméras.