Le télescope spatial révolutionnaire James Webb de la NASA atteint son orbite finale dans l'espace

Après avoir parcouru des centaines de milliers de kilomètres dans l'espace au cours du mois dernier, le nouveau télescope spatial révolutionnaire James Webb de la NASA a effectué sa dernière grande manœuvre de correction de cap cet après-midi, se plaçant dans son dernier lieu de repos dans l'espace. Désormais, l'observatoire vivra à perpétuité à une distance d'environ 1 million de kilomètres de la Terre, offrant au véhicule une vue au premier rang des étoiles et des galaxies les plus anciennes de l'Univers.

Lancé le jour de Noël, le télescope spatial James Webb de la NASA, ou JWST, a fait une course folle vers sa destination. Trop énorme pour voler dans l'espace dans sa forme définitive, le télescope a dû être lancé replié à l'intérieur de sa fusée. Une fois qu'il a atteint l'espace, JWST a commencé une routine extrêmement complexe de changement de forme et de déploiement, un type de chorégraphie qu'aucun vaisseau spatial n'avait jamais exécuté auparavant. Pourtant, JWST a parfaitement exécuté chaque étape, achevant ses principaux déploiements le 8 janvier et s'épanouissant dans sa configuration complète.

vivre à perpétuité à environ 1 million de kilomètres de la Terre

Beaucoup d'anxiété entourait ces déploiements, car ils devaient fonctionner comme prévu; un échec aurait pu compromettre toute la mission de JWST. Mais le malaise de l'équipe de la mission n'a pas pris fin lorsque le déploiement a été terminé. JWST devait encore se mettre dans sa position finale dans l'espace pour faire son travail correctement. Si l'observatoire ne ralentissait pas comme il se doit aujourd'hui, le véhicule risquait de se mettre sur la mauvaise orbite ou de rater complètement sa trajectoire cible. Un tel échec aurait pu compliquer l'avenir de la mission, rendant incroyablement difficile pour les scientifiques de communiquer avec l'observatoire spatial de près de 10 milliards de dollars.

Heureusement, JWST a parfaitement exécuté cette dernière manœuvre. “Au cours du mois dernier, JWST a remporté un succès incroyable et est un hommage à tous ceux qui ont passé de nombreuses années, voire des décennies, à assurer le succès de la mission”, a déclaré Bill Ochs, chef de projet JWST au Goddard Space Flight Center de la NASA, dans un communiqué. .

Bien qu'il ait fallu un mois pour arriver à ce point, il n'a pas fallu longtemps à JWST pour se mettre dans sa destination finale cet après-midi. Vers 14 h HE, JWST a déclenché ses propulseurs embarqués pendant environ 5 minutes. C'était la dernière des trois corrections de cap effectuées par JWST, ralentissant suffisamment le vaisseau spatial pour le placer sur une orbite très précise dans l'espace.

JWST est maintenant en orbite autour d'un point invisible dans l'espace connu sous le nom de point de Lagrange Terre-Soleil. C'est une zone quelque peu mystique de l'espace où la gravité et les forces centripètes du Soleil et de la Terre sont parfaites, permettant aux objets de rester dans une position relativement “stable”. “Il y a un petit bras de fer où [la gravité] s'équilibre parfaitement”, a déclaré à The Verge Jean-Paul Pinaud, responsable des opérations au sol delta-V chez Northrop Grumman, l'entrepreneur principal de JWST. “Donc, personne ne gagne ce bras de fer.”

“Il y a un petit bras de fer en cours où [la gravité] s'équilibre parfaitement.”

Le Soleil et la Terre partagent cinq de ces points de Lagrange, parsemés autour de notre planète. Il y en a un directement entre la Terre et le Soleil et un sur le côté opposé de notre étoile par rapport à nous. JWST orbite autour d'un point lagrangien situé de l'autre côté de la Terre plus loin du Soleil, appelé L2. Dans cette position, alors que la Terre se déplace autour de l'étoile, JWST suivra la planète presque au pas, comme un compagnon constant toujours au même endroit par rapport à notre planète. Peu importe où la Terre se trouve sur sa course autour du Soleil, JWST est garanti à environ 1 million de kilomètres de nous.

La piste que JWST prend autour de L2 est en fait assez large, s'étendant à peu près sur la distance entre la Terre et la Lune. Mais l'observatoire ne peut pas rester éternellement sur cette trajectoire sans aide. L2 est ce qu'on appelle “pseudo” stable, ce qui signifie que les objets qui orbitent autour de cet emplacement auront tendance à s'éloigner dans une direction. “C'est comme être assis sur la selle d'un cheval”, dit Pinaud. «Sur une selle de cheval, vous êtes une sorte d'écurie. Imaginez-vous comme étant une bille… de la tête à la queue, vous roulerez probablement jusqu'au centre, mais une fois que vous serez d'un côté ou de l'autre de la selle, vous tomberez par terre. »

JWST devra donc apporter de petits ajustements à son chemin au cours de sa durée de vie. Tous les 20 jours environ, le télescope déclenchera ses propulseurs pendant deux à trois minutes à la fois pour s'assurer qu'il reste sur la bonne voie sur son orbite. En fin de compte, ces ajustements détermineront combien de temps JWST peut rester actif dans l'espace. Lorsque le propulseur s'épuisera dans les 10 à 20 prochaines années, c'est à ce moment que la mission de l'observatoire prendra fin. (Heureusement, le voyage de JWST dans l'espace, la fusée Ariane 5, l'a mis sur une si grande trajectoire que la durée de vie du télescope durera bien plus longtemps que prévu à l'origine.)

Cela peut sembler être une position compliquée, avec beaucoup d'efforts supplémentaires nécessaires pour maintenir la stabilité de JWST. Mais L2 est un endroit assez attrayant pour cet observatoire pour diverses raisons. Le plus grand avantage est peut-être sa distance à la fois de la Terre et du Soleil. JWST a été conçu pour collecter la lumière infrarouge, un type de lumière associé à la chaleur. En raison de ce choix de conception, le télescope doit rester extrêmement froid à tout moment. C'est pourquoi il est équipé d'un pare-soleil qui sera toujours face au Soleil, un parapluie protecteur qui reflétera la chaleur de l'étoile et maintiendra le télescope très froid. Pourtant, tout objet à proximité émettant de la chaleur et de la lumière infrarouge pourrait perturber les observations de JWST si la NASA ne fait pas attention. En plaçant le télescope à près d'un million de kilomètres de notre planète, la NASA garantit que la lumière infrarouge provenant de la Terre et de la Lune n'interférera pas ou ne chauffera pas le télescope.

L2 est un endroit assez attrayant pour cet observatoire < p id="kfQtkV">L2 est également excellent du point de vue de la puissance, car un côté de JWST sera toujours face au Soleil. Sur ce côté chauffé, le télescope a un panneau solaire qui recueille constamment la lumière du soleil pour l'énergie. D'autres engins spatiaux, tels que le télescope spatial Hubble en orbite autour de la Terre, n'ont pas ce luxe. Chaque fois que Hubble orbite du côté nocturne de la Terre, il perd la vue du Soleil et doit stocker de l'énergie dans ses batteries. Ce ne sera jamais le cas pour JWST. “Nous avons pratiquement une puissance illimitée pour les opérations de mission, et nous n'avons pas à nous soucier des éclipses”, a déclaré Kyle Hott, responsable de l'ingénierie des systèmes de mission pour JWST chez Northrop Grumman, à The Verge.

Il y a aussi des inconvénients à basculer constamment entre le jour et la nuit en orbite autour de la Terre ; les fluctuations extrêmes de température peuvent bousculer et faire vibrer un vaisseau spatial, provoquant la dégradation de ses instruments au fil du temps. JWST fonctionnera à peu près aux mêmes températures tout au long de sa durée de vie.

Et puis il y a l'avantage d'une communication continue. Avec L2 toujours dans la même position par rapport à la Terre, JWST sera à tout moment à une distance définie de notre planète. Cela signifie que nous pouvons être en contact permanent avec l'observatoire. “Nous pouvons en quelque sorte être tirés à L2 par le système Terre-Soleil, de sorte que nous avons cette belle communication constante et pratique avec le véhicule”, explique Hott. “Et donc cela simplifie également une grande partie des opérations de la mission.”

Cette finale cruciale clôture le voyage risqué de l'observatoire à travers le cosmos, ouvrant la voie à la science pour enfin commencer. Cependant, nous devons encore attendre que les observations de JWST commencent. Les scientifiques et les ingénieurs commenceront bientôt à aligner les miroirs du télescope de manière très précise avant de mettre en service l'observatoire, testant tous ses instruments pour s'assurer qu'ils sont prêts à collecter les premières images extraordinaires des étoiles et des galaxies les plus anciennes de l'Univers.

Ce processus prendra plusieurs mois, mais s'il se déroule bien, les premières images historiques capturées par JWST pourraient être renvoyées sur Terre dès cet été.