Suivi du télescope spatial James Webb

Le télescope spatial James Webb (JWST) est l'observatoire spatial le plus ambitieux et le plus puissant jamais construit. Fruit d'une collaboration entre la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale canadienne (ASC), il a été lancé le 25 décembre 2021 à bord d'une fusée Ariane 5 depuis le Centre spatial guyanais, à Kourou, en Guyane. Après un voyage d'un mois, le JWST a atteint sa position opérationnelle au point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre, soit près de quatre fois plus loin que la Lune.

Pourquoi L2 ?

Contrairement à Hubble, qui gravite autour de la Terre à environ 480 km d'altitude sur l'orbite terrestre basse, le JWST tourne autour du Soleil sur une orbite de halo centrée sur le point L2. Cette position offre trois avantages décisifs pour l'astronomie infrarouge. D'abord, l'immense pare-soleil du JWST peut bloquer à la fois la lumière du Soleil, celle de la Terre et celle de la Lune tout en gardant le télescope tourné à l'opposé de ces trois astres, ce qui maintient ses instruments à moins de 40 kelvins (−233 °C). Ensuite, L2 offre un environnement thermiquement stable, à l'abri des cycles de réchauffement et de refroidissement que Hubble subit toutes les 90 minutes. Enfin, L2 permet de couvrir le ciel en continu sans que la Terre ne bouche la vue, d'où des observations plus longues et ininterrompues. La contrepartie : le JWST est bien au-delà de la portée de toute mission de maintenance, et il n'existe aucun équivalent des visites de la navette spatiale qui ont sauvé Hubble.

Le miroir doré

Le miroir primaire du JWST mesure 6,5 mètres de diamètre, soit près de trois fois plus que le miroir de 2,4 mètres de Hubble, ce qui lui donne une surface collectrice environ 6,25 fois plus grande. Il se compose de 18 segments hexagonaux en béryllium, chacun recouvert d'une couche d'or microscopique (100 nanomètres d'épaisseur à peine). L'or a été choisi parce qu'il réfléchit la lumière infrarouge avec une efficacité supérieure à 98 %. L'ensemble du miroir était trop grand pour tenir dans la coiffe d'une fusée : il a donc été conçu pour être replié au lancement puis déployé dans l'espace, une séquence de déploiement comptant 344 mécanismes, chacun constituant un point de défaillance unique, qui ont tous fonctionné sans le moindre accroc.

Quatre instruments, un seul observatoire

Le JWST emporte quatre instruments scientifiques, chacun conçu pour un aspect différent de l'observation infrarouge. NIRCam (caméra proche infrarouge), l'imageur principal, couvre de 0,6 à 5 microns et produit les images de champ profond qui ont captivé le monde entier. NIRSpec (spectrographe proche infrarouge) peut observer jusqu'à 200 cibles simultanément grâce à sa matrice révolutionnaire de micro-obturateurs : 250 000 minuscules volets que l'on peut ouvrir ou fermer un par un. MIRI (instrument pour l'infrarouge moyen) étend les observations jusqu'à 28,8 microns ; il est refroidi à seulement 6,4 kelvins par un cryoréfrigérateur actif, ce qui en fait le composant le plus froid de tout l'observatoire. FGS/NIRISS (capteur de guidage fin / imageur et spectrographe sans fente dans le proche infrarouge) assure à la fois un pointage de précision et une spectroscopie spécialisée pour observer le transit des exoplanètes.

Suivre le JWST

Ce traqueur calcule la position du JWST en temps réel à partir d'éphémérides de haute précision. À la différence des satellites en LEO suivis grâce aux données TLE et à la propagation SGP4, l'orbite du JWST dans l'espace lointain exige des calculs d'éphémérides de haute précision fondés sur le modèle gravitationnel complet du système Soleil-Terre-Lune. Le traqueur Orbital Radar interpole entre des points d'éphémérides horaires afin de fournir en temps réel des mises à jour fluides de la distance du JWST à la Terre, de sa position dans le ciel (AD/Déc.), de sa constellation et de sa distance au centre de L2.

Le JWST communique avec la Terre via le Deep Space Network (DSN) de la NASA, un réseau de trois stations au sol espacées de 120° autour de la Terre (Goldstone en Californie, Madrid en Espagne et Canberra en Australie), afin qu'au moins une station soit toujours en vue de n'importe quel engin spatial lointain. Le JWST transmet ses données scientifiques à un débit pouvant atteindre 28 Mbps grâce à son antenne en bande Ka, et rapatrie environ 57 Go de données par jour.

Découvertes et impact

Au cours de ses trois premières années d'exploitation, le JWST a dépassé toutes les attentes scientifiques. Il a observé la galaxie la plus lointaine jamais confirmée (JADES-GS-z14-0, à un décalage vers le rouge z ≈ 14,3, à peine 290 millions d'années après le Big Bang), obtenu des images directes d'exoplanètes, détecté des molécules pouvant constituer des biosignatures dans l'atmosphère d'exoplanètes, révélé des détails sans précédent dans les régions de formation d'étoiles et transformé notre compréhension de l'évolution des galaxies dans l'Univers primitif. Des milliers d'articles évalués par des pairs citent déjà des données du JWST, plus qu'aucun autre observatoire n'en a suscité sur une même durée. Le JWST devrait fonctionner une bonne partie des années 2040, et pourrait ainsi côtoyer ses futurs successeurs.

Le JWST va bientôt avoir un voisin : le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA, lancé le 30 août 2026, arrivera à L2 début décembre, et ses premières images scientifiques sont attendues début 2027. Pour suivre d'autres télescopes spatiaux, consultez la page Suivi de Hubble pour sa position orbitale en temps réel et ses observations récentes, ou explorez tous les traqueurs de satellites en direct d'Orbital Radar. Pour en savoir plus sur la mécanique orbitale, parcourez le glossaire spatial ou suivez le cours Orbital Academy consacré à la navigation dans l'espace lointain.