Le télescope Webb se dote de la caméra la plus avancée sur le plan technologique

L’observatoire orbital JWST, que la NASA prévoit de lancer d’ici la fin 2021, est le plus grand télescope spatial jamais construit. Le télescope Webb est destiné à remplir une fonction incroyablement complexe : collecter la lumière infrarouge des confins de l’Univers, afin que les scientifiques puissent étudier sa structure et la nature de son origine.

La plupart des corps cosmiques – les planètes et les étoiles en particulier, mais aussi la poussière et le gaz qui les ont créés – émettent un rayonnement thermique (lumière infrarouge). De nombreux autres objets font de même, comme une personne, une télévision, une machine à café… Cela signifie que les quatre instruments infrarouges du JWST seront perturbés par leur propre lumière infrarouge.

Les composants techniques du télescope Webb

Pour réduire ces émissions, l’équipement doit être vraiment froid (-233°C). Mais pour que le télescope fonctionne correctement, la température des détecteurs de l’instrument MIRI doit être encore plus basse (-266°C). Ce n’est que quelques degrés de plus que le zéro absolu, qui est la température hypothétiquement la plus basse possible (-273,15°C). En pratique, elle est irréalisable car il ne doit pas y avoir de chaleur du tout.

Lorsque le télescope Webb sera lancé, un énorme bouclier solaire sera déployé pour protéger MIRI et le reste de l’instrument du rayonnement thermique du Soleil, lui conférant ainsi une capacité de refroidissement passif. Après environ 2,5 mois dans l’espace, l’équipement cryogénique de l’observatoire commencera à réduire la température des détecteurs MIRI à la température nécessaire de -266°C pendant dix-neuf jours.

Problèmes de refroidissement

La presse cite Konstantin Penanen, un spécialiste des équipements cryogéniques travaillant pour l’un des laboratoires de la NASA (JPL, Californie du Sud) qui exploite le vaisseau spatial MIRI : « Ce n’est pas un gros problème de refroidir des objets à des températures ultra-basses sur Terre, ce qui est généralement fait à des fins industrielles ou scientifiques. Cependant, ces équipements terrestres sont extrêmement encombrants. Pour un observatoire spatial, il est nécessaire de disposer d’un refroidisseur compact, économe en énergie et d’une grande fiabilité, car nous ne pourrons pas nous approcher de lui et réparer le dysfonctionnement. Ce sont de sérieux défis qu’il a fallu surmonter. »

Immédiatement après son lancement, le James Webb deviendra le premier télescope spatial de l’humanité. L’observatoire est conçu pour résoudre les mystères du cosmos, explorer des mondes lointains proches de différents systèmes stellaires et étudier les structures et processus mystérieux qui ont donné naissance à l’Univers. L’observatoire est un programme international dirigé par la NASA. Les agences spatiales européenne et canadienne y participent également.

MIRI a été développé conjointement par la NASA et l’ESA. Le Jet Propulsion Laboratory a dirigé l’effort américain pour développer MIRI, tandis qu’une alliance internationale d’instituts de recherche astronomique en Europe travaille pour aider l’ESA. L’équipe scientifique américaine de MIRI est dirigée par George Ricoeur de l’Université d’Arizona et l’équipe européenne est dirigée par Gillian Wright.

La caméra high-tech dans le proche infrarouge sera le principal outil d’imagerie du télescope. Il est basé sur les détecteurs MerCadTel. Le dispositif fonctionne dans la gamme de 0,6 à cinq micromètres. Il a été développé par l’Université d’Arizona et une division de Lockheed Martin Corporation.