Le James Webb Space Telescope (JWST), un géant de 6 mètres qui va remplacer Hubble.

Le James Webb Space Telescope (JWST), dont le lancement à bord d’une Ariane 5 est prévu à partir de 2018, est le successeur du télescope Hubble.


Lancement : octobre 2018
État : en cours de développement
Successeur du célèbre télescope spatial Hubble, le télescope spatial James Webb est le télescope le plus complexe et le plus puissant jamais construit. Le télescope Webb deviendra le plus important observatoire spatial de la prochaine décennie, qui sera utilisé par des milliers d'astronomes à travers le monde.
Le télescope Webb étudiera chacune des phases de l'histoire cosmique, dont les premières lueurs qui ont suivi le Big Bang, la formation de systèmes solaires capables d'accueillir des formes de vie sur des planètes comme la Terre et l'évolution de notre propre système solaire. Les objectifs scientifiques du télescope spatial James Webb peuvent être groupés dans quatre thèmes :

• chercher les toutes premières étoiles et galaxies qui se sont formées;
  
• cartographier l'évolution des galaxies;
  
• étudier la formation d'étoiles et de planètes dans l'Univers aujourd'hui;
  
• chercher des formes de vie dans l'Univers.
  

Positionné à 1,5 million de kilomètres de la Terre, le JWST pourra découvrir et étudier des objets qui sont des milliers de fois moins lumineux que ce que l'on peut détecter avec les télescopes actuels. La masse de cet énorme observatoire spatial est d'environ 6 500 kg, son écran solaire est de la taille d'un court de tennis et son miroir primaire de 6,5 mètres, composé de 18 panneaux hexagonaux, sera refroidi à une température de -233 degrés Celsius (40 Kelvin). Le télescope sera plié pour être installé à l'intérieur de la fusée et il s'ouvrira automatiquement dans l'espace, comme une fleur.
Le télescope spatial James Webb est une collaboration internationale de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et de l'Agence spatiale canadienne.

La construction du télescope spatial James-Webb est maintenant terminée!
Le 31 octobre, la NASA a terminé la construction du télescope spatial James-Webb en ajoutant la dernière couche de l'énorme écran solaire de l'appareil. Cet écran est composé de cinq couches, chacune aussi mince qu'un cheveu, qui bloquent la chaleur du soleil et aident à tenir au frais les instruments scientifiques du télescope.
On a commencé la mise à l'essai intégrale du télescope Webb afin de prouver qu'il fonctionnera dans l'espace. Le 2 novembre, la NASA a réalisé le premier essai, parmi plusieurs, du miroir primaire géant pour s'assurer de son intégrité et de son exactitude.
Ensuite, l'observatoire spatial subira une batterie de tests qui simuleront les dures conditions d'un lancement, après quoi on effectuera une autre mise à l'essai du miroir et on comparera les résultats afin de vérifier la présence d'écarts ou de dommages.

Vue artistique du JWST :


L'écran solaire du télescope spatial James-Webb
L'écran solaire du télescope spatial James-Webb au centre Space Park de Northrop Grumman, à Redondo Beach en Californie. Cet écran, d'une surface égale à celle d'un terrain de tennis, contribuera au refroidissement du télescope destiné à prendre des images d'étoiles et de galaxies dont la formation remonte à plus de 13,5 milliards d'années :


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Mise à l'essai du miroir primaire du télescope spatial James-Webb
Deux techniciens devant l'énorme miroir primaire du télescope spatial James-Webb alors qu'on effectue sa mise à l'essai au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, au Maryland. Ce miroir est composé de 18 miroirs hexagonaux qui s'imbriquent les uns dans les autres, comme un casse-tête géant. On peut ajuster chaque élément au millimètre près pour recueillir la lumière afin que l'observatoire puisse produire des images astronomiques. (Source :  NASA/Chris Gunn.)

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Comment le télescope fonctionne :

• Miroir primaire : Il capte la lumière émise par les objets célestes.
  
• Miroir secondaire : La lumière est réfléchie vers le miroir secondaire qui concentre le faisceau. La lumière traverse ensuite le centre du miroir primaire jusqu'à l'arrière du télescope. C'est à cet endroit que se trouvent les instruments scientifiques et où la lumière est décomposée aux fins d'études plus approfondies.
  
• Écran solaire : Il fait dévier la chaleur du Soleil et de la Terre et empêche le matériel électronique du télescope d'interférer avec les instruments scientifiques situés derrière le miroir primaire.
  
• Plateforme : La plateforme assure les fonctions de soutien nécessaires à l'exploitation du télescope : alimentation électrique, commande d'attitude (position du télescope), communications, commande et traitement des données, sous-système de propulsion et régulation thermique.
  

Webb par rapport à Hubble :
Miroir :
Le miroir de Hubble a un diamètre de 2,4 mètres.
Le miroir de Webb a un diamètre de 6,5 mètres dont la surface collectrice est sept fois plus importante que celle du miroir de Hubble. En d'autres termes, le télescope Webb pourra capter une plus grande quantité de lumière émise par des objets de faible intensité et pourra, par conséquent, sonder l'Univers avec beaucoup plus de profondeur. Il sera en mesure de remonter plus loin dans le temps (en raison du temps de déplacement de la lumière, plus les objets sont éloignés, plus ils sont âgés).

Infrarouge / Ultraviolet :
Le télescope Hubble observe la lumière visible et dans l'ultraviolet.
Le télescope Webb scrutera l'Univers principalement avec la lumière infrarouge. Le télescope Spitzer exploite les mêmes longueurs d'onde que le télescope Webb, mais il est beaucoup plus petit et offre des images moins nettes.

Position :
Hubble est en orbite autour de la Terre à une altitude d'environ 570 km.
Le télescope Webb sera positionné à 1,5 million de km de notre planète au point de Lagrange 2, soit à une distance 2 500 fois plus éloignée que Hubble. Par conséquent, l'observatoire Webb sera trop loin de la Terre pour que des astronautes puissent le réparer au besoin. De plus, il ne sera pas entretenu de la même manière que Hubble. Toutefois, en évoluant au point de Lagrange 2, le télescope Webb sera toujours situé du même côté de la Terre, du côté opposé au Soleil. Cette position, jumelée à l'énorme écran solaire, aura pour effet de bloquer la lumière du Soleil, de la Terre et de la Lune et de maintenir le télescope à de basses températures (un facteur très important pour un télescope fonctionnant dans l'infrarouge).


Comparaison de la taille des miroirs des télescopes spatiaux Hubble, James Webb et Spitzer. (Source : NASA-ASC)


Pourquoi observer dans l'infrarouge?
La lumière qui nous est visible est composée de plusieurs rayons lumineux, chacun ayant une couleur que l'on peut retrouver dans le spectre de l'arc-en-ciel. Mais dans l'Univers, il existe de nombreux autres types de lumières que nos sens ne détectent pas. Prenons, par exemple, la lumière infrarouge. Elle fournit aux astronomes différentes informations sur des objets difficilement observables à l'œil nu.
Au commencement de l'Univers, la lumière émise par les premières galaxies était principalement ultraviolette. Étant donné l'expansion de l'Univers, cette lumière est maintenant « décalée vers le rouge » (c.-à-d. qu'elle s'est déplacée le long du spectre et apparaît plus rouge). Plusieurs objets célestes sont trop froids pour émettre beaucoup de lumière visible et la majorité de leur rayonnement est dans l'infrarouge (poussière interstellaire, naines brunes, énormes géantes rouges, etc.).Vu que sa longueur d'onde est plus élevée que celle du visible, l'IR peut pénétrer plus facilement les nuages de poussière. Ceci permet aux astronomes de scruter l'intérieur de nébuleuses et d'observer la formation d'étoiles et de planètes qui, autrement, nous seraient invisibles.

Images à propos du télescope Webb :

L'unité d'essais du détecteur de guidage de précision (FGS) arrive à la NASA. (Source :  Agence spatiale canadienne.)


Modèle d'essai de l'écran solaire. (Source :  Northrop Grumman.)


Six des dix-huit miroirs du télescope Webb font l'objet d'une préparation avant expédition. (Source :  NASA/MSFC/David Higginbotham/Emmett Given.)


Préparation de six des dix-huit segments de miroir du télescope spatial Webb en vue des essais cryogéniques. (Source :  NASA/MSFC/Emmett Givens.)


Un technicien de laboratoire se tient à côté du miroir poli de l'unité d'essais technologiques au SSG/Tinsley. (Source :  SSG/Tinsley.)


Des scientifiques et des ingénieurs dans une salle blanche du Rutherford Appleton Laboratory au Science and Technology Facilities Council photographiés avec la maquette de l'instrument MIRI. (Source :  Science and Technology Facilities Council.)



La NIRCam lors d'essais chez Lockheed Martin. (Source :  Lockheed Martin.)


Des ingénieurs mettent à l'épreuve l'unité d'essais technologiques (ETU) du spectromètre dans le proche (NIRSpec). (Source :  NASA/Goddard Space Flight Center/Chris Gunn.)


Les membres de l'équipe canadienne du télescope Webb et l'unité d'essais technologiques du détecteur de guidage de précision (couverte d'une pellicule de plastique noir pour la protéger de la poussière) avant les tests aux vibrations au Laboratoire David-Florida de l'ASC à Ottawa. (Source :  Agence spatiale canadienne.)


Les membres de l'équipe canadienne du télescope Webb au Laboratoire David-Florida à Ottawa. (Sources :  Agence spatiale canadienne, Honeywell (anciennement COM DEV).)


Préparation de l'unité d'essais technologiques du détecteur de guidage de précision en vue de tests cryogéniques au Laboratoire David-Florida de l'ASC à Ottawa. (Sources :  Agence spatiale canadienne, Honeywell (anciennement COM DEV).)


Un technicien prépare l'unité d'essais technologique du détecteur canadien de guidage de précision en vue de tests cryogéniques au Laboratoire David-Florida de l'ASC à Ottawa. (Source :  Agence spatiale canadienne.)


Préparation de l'unité d'essais technologiques du détecteur de guidage de précision en vue de tests cryogéniques au Laboratoire David-Florida de l'ASC à Ottawa. (Sources :  Agence spatiale canadienne, Honeywell (anciennement COM DEV).)


Des techniciens de laboratoire préparent l'unité d'essais technologiques du détecteur de guidage de précision en vue de tests de résistance aux vibrations au Laboratoire David-Florida de l'ASC à Ottawa. (Sources :  Agence spatiale canadienne, Honeywell (anciennement COM DEV).)



Quatre instruments seront disponibles à bord du télescope spatial James Webb, dont l’instrument FGS/NIRISS.
Cet instrument canadien « 2 en 1 » est le deuxième des quatre instruments du télescope Webb à être livré. Il est constitué du détecteur de guidage de précision (FGS), qui permettra d’orienter le télescope avec précision, et d’un instrument scientifique, l’imageur dans le proche infrarouge et spectrographe sans fente (NIRISS).
Les deux éléments ont été conçus, construits et mis à l’essai par COM DEV International à Ottawa et à Cambridge (Ontario). L’Université de Montréal et le Conseil national de recherches du Canada ont apporté des contributions techniques au projet et l’équipe des chercheurs FGS en a assuré l’orientation scientifique. La contribution du Canada garantit aux astronomes canadiens l’utilisation d’une fraction du temps d’observation après le lancement du télescope.

Le FGS est muni de deux caméras identiques, essentielles à la « vision » du télescope Webb. Leurs images permettront au télescope de déterminer sa position, de repérer ses cibles célestes et de rester pointé de manière à pouvoir recueillir des données de grande qualité. Le FGS guidera le télescope avec la précision incroyable d’un millionième de degré.

Grâce à ses capacités uniques, l’instrument NIRISS permettra de découvrir les objets les plus distants et les plus anciens de l’histoire de l’univers. Il percera la lumière éblouissante des jeunes étoiles voisines pour dévoiler de nouvelles exoplanètes s’apparentant à Jupiter. Il pourra détecter l’atmosphère ténue de petites planètes habitables ressemblant à la Terre, déterminer leur composition chimique et y chercher de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et d’autres biomarqueurs potentiels comme le méthane et l’oxygène.

L’équipe scientifique FGS/NIRISS est dirigée conjointement par John Hutchings du Conseil national de recherches du Canada (CNRC) et René Doyon, professeur au Département de physique à l’Université de Montréal, directeur de l’Observatoire du Mont-Mégantic et membre du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ). L’équipe est composée d’astronomes de COM DEV, du CNRC, de l’Université Saint Mary’s, du Space Telescope Science Institute (STScI), de l’École polytechnique fédérale de Zurich (ETH Zurich), de l’Université de Montréal, de l’Université de Rochester et de l’Université de Toronto.

Deux instruments, dont les sigles sont NIRISS et FGS, conçus par une équipe codirigée par le pr René Doyon de l’Université de Montréal seront intégrés dans le télescope spatial James-Webb (JWST ou simplement Webb), qui remplacera Hubble en 2018. Ces instruments, qui cohabitent sur la même plateforme, quittent le Canada aujourd’hui pour une livraison à la NASA fin juillet.

FGS : une précision à toute épreuve

Grâce à ses capacités uniques, l’instrument NIRISS permettra de découvrir les objets les plus distants et les plus anciens de l’histoire de l’univers. Il percera la lumière éblouissante des jeunes étoiles voisines pour dévoiler de nouvelles exoplanètes s’apparentant à Jupiter. Il pourra détecter l’atmosphère ténue de petites planètes habitables ressemblant à la Terre, déterminer leur composition chimique et y chercher de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone et d’autres biomarqueurs potentiels comme le méthane et l’oxygène.

La contribution canadienne au télescope spatial James Webb

Merci Mercure pour cette appréciation. j'en ai d'autres comme ça en préparation.

Merci Line.
Ben oui faut pas qu'il est des problèmes, parce que là pour le coup pas question d'aller réparer. Il sera positionné à 1,5 million de kilomètres de la Terre. donc en cas de panne c'est la cata !

Admin a écrit:Merci Line.
Il sera positionné à 1,5 million de kilomètres de la Terre. donc en cas de panne c'est la cata !

Au point de Lagrange L2, je présume ?

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Bien vu mon Tcnerno ! Et oui : Au point de Lagrange L2

Rappel : Le point de Lagrange est un point privilégié de l'espace, décrit en 1772 par Joseph-Louis de Lagrange (1736 − 1813).
Le mathématicien italo-français a découvert l'existence de positions d'équilibre, où les champs de gravité entre 2 objets massifs par exemple le Soleil et la Terre, se compensent. Un point de Lagrange est une position de l'espace où les champs de gravité de deux corps en orbite l'un autour de l'autre et de masses substantielles, se combinent de manière à fournir un point d'équilibre à un troisième corps de masse négligeable. En réalité ces points sont plutôt des volumes plus ou moins grands.
Lorsqu'un satellite est à intérieur des ces volumes, les positions relatives des trois corps (satellite, Terre et Soleil) sont fixes. Ainsi un satellite terrestre placé sur l'un de ces points n'en bouge plus et tourne de concert, de manière fixe, avec la Terre autour du Soleil.

Un point de Lagrange est une position de l'espace dans un système à deux corps, où leurs champs de gravité se combinent de manière à fournir un point d'équilibre à un troisième corps de masse négligeable, tel que les positions relatives des trois corps soient fixes. Le point L2 est idéal pour observer l'univers profond. L2 est situé à 1,492 millions de km de la Terre sur la ligne définie par la Terre et le Soleil. Le satellite devrait tourner moins vite que la Terre parce que la force de gravitation solaire est plus faible, mais le champ gravitationnel de la Terre tend à l'accélérer. Au point L2, l'objet tourne autour du Soleil, à la même vitesse angulaire que la Terre.