dans les coulisses du lancement › Geeky News

Jamais en 53 ans d’existence le Centre spatial guyanais (CSG) n’avait connu une telle effervescence. « Tous les hôtels de Kourou ont été perquisitionnés par les Américains », explique un ingénieur sur place. Cette invasion porte un nom, ou plutôt un acronyme, JWST, pour le télescope spatial James Webb, l’instrument scientifique le plus attendu depuis le début du XXIe siècle : le plus long à développer (trente ans), le plus cher (9,7 milliards de dollars ) et le plus grand observatoire en orbite (12 mètres de haut et 22 mètres de large). « C’est la mission la plus complexe qui, le 24 décembre, mettra Kourou au centre du monde », résume sereinement Pierre Ferruit, directeur scientifique du télescope à l’Agence spatiale européenne (ESA). A quelques jours du départ, la pression monte, car les Américains n’ont jamais confié le lancement de l’un de leurs joyaux technologiques les plus chers à une puissance étrangère : le JWST s’envolera dans le ciel à bord d’une Ariane 5 ECA.

« Le choix a été fait en 2003 car notre fusée avait la plus grande capacité d’emport disponible : un carénage de 5,4 mètres de diamètre pour embarquer la machine de 6,2 tonnes », précise Hervé Gilibert, directeur technique d’ArianeGroup. Près de vingt ans plus tard, le lanceur a prouvé sa fiabilité. Mais se perdre est interdit : l’échec serait catastrophique pour l’industrie aéronautique européenne. « On se prépare avec une concentration particulière et toujours avec le même objectif : tirer avec la certitude d’avoir fait le maximum lorsque la passe finale est donnée, poursuit Hervé Gilibert. Même son de cloche du côté du Centre national d’études spatiales (Cnes), qui gère la base de Kourou : « Le JWST est arrivé ici il y a deux mois », raconte Olivier Bugnet, directeur adjoint d’Ariane à l’agence française. Depuis, on le chouchoute. Il a été placé sous une couverture, non seulement dans une salle blanche, mais aussi dans une tente spécifique pour éviter que la moindre saleté ne s’y dépose ». Quelques jours avant le départ, le télescope doit atteindre le sommet d’Ariane 5 avant d’être soigneusement encapsulé. L’ensemble sera ensuite transféré sur le pas de tir.

Le télescope spatial James Webb, sous tente et sous toit, au Centre spatial guyanais, Kourou, Guyane française.

ESA-M.Pedoussaut

Le décollage sera évidemment un moment crucial. Les ingénieurs ont travaillé à réduire au maximum les vibrations à l’intérieur du carénage, puis sur la ventilation pour éviter une dépressurisation trop brutale. Une demi-heure après le lancement, le JWST aura été libéré du carénage, puis de l’étage principal avant de commencer son déploiement. « C’est la séquence la plus complexe, prévient Anthony Boccaletti, directeur adjoint du Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (Observatoire de Paris – PSL). Il faudra un total de 29 jours pour déployer pleinement cet origami géant » (voir vidéo ci-dessous). Le télescope commencera par retirer ses panneaux solaires qui lui fournissent son énergie ; puis ce sera au tour de votre antenne de communication.

Quelques jours plus tard, il déroulera les cinq couches de votre bouclier thermique. Cet élément principal refroidira les instruments qui doivent rester à – 233°C, tandis que, d’autre part, le bouclier sera exposé à + 80°C. Le refroidissement est un processus fondamental : la chaleur émet des émissions infrarouges, un spectre dans le le JWST fonctionnera. « Sans protection, c’est comme si vous regardiez le ciel la nuit sous un lampadaire », image de Pierre Ferruit. « Ce planeur a posé quelques problèmes lors des premiers essais au sol, se souvient Olivier La Marle, responsable du programme « Sciences de l’Univers » du Cnes. Souvent, ce ne sont pas des pièces critiques (détecteurs, électronique) mais plutôt des pièces mécaniques difficiles. exercer.  »

Enfin, le JWST ouvrira son miroir en différentes parties. « Le primaire, le plus grand, devra afficher ses 18 segments indépendants, qui prendront une forme sphérique, explique Anthony Boccaletti. Au-dessus, le miroir secondaire, soutenu par trois branches, doit être parfaitement aligné pour refléter correctement la lumière vers le système optique et les instruments. « Face à une telle complexité, les scientifiques ne peuvent cacher leur appréhension, d’autant que leur lieu d’observation, le point Lagrange 2, est trop éloigné de la Terre (1,5 million de kilomètres) pour espérer une réparation humaine. « Je suis forcément un peu inquiète, mais aussi pleine d’espoir », s’enthousiasme Nicole Nesvadba, directrice de recherche CNRS au laboratoire J.-L.-Lagrange. Un état d’esprit partagé par son collègue Olivier Berné, astrophysicien au CNRS : « La complexité de cette mission est liée à ses ambitions scientifiques, qui visent à révolutionner l’astrophysique. Pour atteindre cet objectif, vous devez prendre certains risques.  »

Remontez le temps et regardez en arrière il y a 13,5 milliards d’années

Mais ce ne serait que cinq mois plus tard – fin juin – que le JWST effectuerait ses premières observations, au moment où la NASA effectuait une batterie de tests sur les quatre principaux instruments : la caméra américaine NIRCam, l’imageur canadien Niriss, le spectromètre européen NIRSpec, ainsi que MIRI, le « couteau suisse » américano-européen. Tout le monde regardera l’espace dans le spectre infrarouge, ce qui est essentiel pour l’exploration spatiale, car il permet notamment… de remonter le temps ! En fait, plus la lumière voyage dans l’espace, plus elle vieillit, plus elle « rougit ». Grâce à sa vision lointaine, le JWST remontera à – 13,5 milliards d’années (Ma), soit quelques centaines de millions d’années après le Big Bang (- 13,8 Ma) ! Il scrutera ensuite les « âges sombres » de l’Univers, lorsque les étoiles ont brillé pour la première fois. « L’infrarouge du JWST sera 10 à 100 fois plus sensible que celui de tous les instruments existants. Nous détecterons mieux les objets moins lumineux, nous verrons les premières étoiles et galaxies, nous comprendrons leur enfance, qui, comme les humains, les êtres humains humains, nous aident à mieux comprendre qui ils sont aujourd’hui », souligne Pierre Ferruit.

JWST explorera également la nébuleuse d’Orion, « à seulement » 1 344 années-lumière de la Terre. « C’est un immense nuage de gaz, une véritable pépinière d’étoiles, explique Olivier Berné. Nous pensons qu’il est représentatif de notre système solaire primitif. En le regardant, nous comprendrons mieux ce qui a conduit à la vie sur Terre. » L’incroyable épopée scientifique ne s’arrêtera pas là. Nicole Nesvadba a lancé quatre projets ciblant les galaxies (certaines situées à environ 10 milliards d’années-lumière). « Ce travail sera essentiel pour comprendre leur formation et leur évolution, mais aussi les relations qu’ils entretiennent avec les trous noirs supermassifs qui abritent en leur centre », explique-t-il. Les chercheurs tenteront par exemple de répondre à un mystère de l’astrophysique : pourquoi certaines galaxies ne créent-elles pas plus d’étoiles sur des milliards d’années alors qu’elles ont suffisamment de gaz pour le faire ?

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Enfin, la visualisation dans l’infrarouge nous permettra d’ausculter les exoplanètes. « Le JWST n’en découvrira pas de nouvelles, mais nous pourrons mieux caractériser les atmosphères des géantes gazeuses en dehors de notre système solaire, détaille Anthony Boccaletti. Nous allons rechercher la présence de molécules spécifiques (ammoniac, monoxyde, dioxyde de carbone), mesurer leur température (et donc à la fois leur âge), leur histoire et la façon dont elles se sont formées ». Le télescope pointera également vers les « super-Terres », ces planètes telluriques géantes dont on sait encore très peu de choses, notamment celles qui se trouvent dans la fameuse « zone d’habitabilité », ni trop près ni trop loin de leur étoile, où elles sont produites la formation d’eau liquide, indispensable à la vie, c’est possible. Il essaiera de savoir s’ils ont une atmosphère, s’ils sont constitués de méthane ou d’eau, comme celle de la Terre. « Par contre, le JWST ne répondra probablement pas » à la « question : » Y a-t-il de la vie dans l’Univers ? », tempère Anthony Boccaletti. Mais cela va révolutionner notre compréhension des exoplanètes. » Surtout, le fleuron de la recherche en astrophysique, qui doit fonctionner pendant au moins cinq ans et demi, promet bien d’autres découvertes. Et Olivier Berné de conclure : « Les plus intéressants seront ceux qu’on n’attend pas !

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