LE BILLET DU MOIS DE JUILLET 2007
Contribution du Canada
au télescope spatial James Webb
de la NASA
Présenté par Denis Paradis

Longueuil (Québec), le 4 juin 2007 – Gary Goodyear, député fédéral de Cambridge au nom de l'honorable Maxime Bernier, ministre de l'Industrie et ministre responsable de l'Agence spatiale canadienne (ASC), a annoncé aujourd'hui l'attribution à COM DEV d'un contrat de 39 millions de dollars pour la construction du détecteur de guidage de précision (FGS) et de la caméra à filtre accordable (TFI) destinés au télescope spatial James Webb (JWST) de la NASA. Le FGS est un instrument critique qui localisera les étoiles avec une grande précision et gardera le télescope aligné correctement lorsqu'il fonctionnera. La TFI quant à elle permettra au JWST de capter des images infrarouges uniques.

Fruit d'une collaboration entre la NASA, l'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale canadienne, ce télescope spatial sera le plus gros jamais construit. L'Agence spatiale canadienne, qui gérera la participation canadienne, joue un rôle décisif à titre d'organisme de financement et de coordination du projet au Canada. Cette contribution garantira aussi à nos scientifiques un accès à toutes les données et leur permettra de soumettre des demandes spécifiques liées à leurs domaines de recherches représentant au minimum 5 % du temps d'exploitation du télescope spatial.

« Notre nouvelle stratégie des sciences et de la technologie, Réaliser le potentiel des sciences et de la technologie au profit du Canada, souligne à quel point il est important de faire plus d'efforts pour transformer les idées en innovations qui répondent à nos défis en matière d'environnement, de santé et à nos autres grands défis, et qui améliorent la compétitivité économique du Canada », a déclaré Gary Goodyear. « L'industrie spatiale joue un rôle clé dans le secteur des sciences et de la technologie au Canada, et des projets comme celui du télescope spatial James Webb sont assortis de défis tellement exigeants et complexes qu'ils ne cessent de repousser les limites des normes industrielles et technologiques. »

Le télescope spatial James Webb, successeur de Hubble

Le télescope spatial James Webb (JWST) est un imposant observatoire spatial qui sera lancé en 2013 afin de succéder au très fructueux télescope spatial Hubble. Contrairement à Hubble, qui effectue des observations dans la lumière visible et le spectre ultraviolet, le JWST exploitera les longueurs d'ondes infrarouges. La mission, à laquelle collaborent la NASA, l'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale canadienne, mise sur un télescope à miroirs multiples (le miroir principal a un diamètre d'environ 6,5 mètres) qui sera installé à une distance de 1,5 million de kilomètres de la Terre, au point Lagrange L2.

Comment le télescope fonctionne

Protégé du Soleil et de la Terre au moyen d'un grand pare-soleil, le système sera refroidi passivement à une température d'environ 35 K (soit 35 degrés au-dessus du zéro absolu), conférant ainsi au JWST un rendement exceptionnel dans les gammes d'ondes du proche infrarouge et de l'infrarouge moyen. Le télescope fonctionnera à une longueur d'onde se situant entre 0,6 et 27 microns et sera limité à une diffraction de 2 microns. La sensibilité du télescope, qui sera limitée uniquement par le fond zodiacal naturel, devrait être plus grande que celle des observatoires terrestres et spatiaux par un facteur de 10 à 100 000, selon la gamme d'ondes exploitées et le type d'observation effectuée. L'observatoire JWST aura une durée de vie opérationnelle de 5 à 10 ans et ne pourra pas être réparé et entretenu par des astronautes (comme peut l'être le télescope spatial Hubble).

Objectifs de la mission

À l'instar de Hubble, le JWST sera exploité par de nombreuses communautés d'astronomie pour l'observation de cibles allant des objets situés à l'intérieur du système solaire aux galaxies les plus éloignées, dont on pourra étudier la formation au tout début de la création de l'Univers. La mission scientifique du JWST gravite autour de la compréhension de nos origines et vise plus particulièrement :

- L'observation des premières générations d'étoiles à illuminer le sombre Univers âgé de moins d'un milliard d'années.

- La compréhension des processus physiques qui ont orienté l'évolution des galaxies au fil du temps et, en particulier, l'identification des processus qui ont mené à la formation des galaxies dans les quatre milliards d'années qui ont suivi le Big Bang.

- La compréhension des processus physiques qui gèrent la formation et l'évolution initiale des étoiles de notre galaxie et des galaxies avoisinantes.

- L'étude de la formation et de l'évolution initiale des disques protoplanétaires et la caractérisation des atmosphères des objets de masse planétaire isolés.

En raison du décalage vers le rouge de la lumière émise dans l'univers lointain et des nuages de poussières qui obscurcissent les régions abritant des pouponnières d'étoiles, il convient de faire les observations visant à répondre à toutes ces questions fondamentales dans les gammes d'ondes du proche infrarouge et de l'infrarouge moyen.

Contribution canadienne

Le Canada contribuera de façon significative à la mise au point d'éléments essentiels du JWST, soit le détecteur de guidage de précision (FGS) et la caméra à filtre accordable (TFI).

Le détecteur de guidage de précision fait partie du système de contrôle d'attitude du JWST et est constitué de deux instruments entièrement redondants permettant de pointer le télescope avec précision (3,5 milli-arcsecondes). L'expertise canadienne dans ce domaine a déjà été démontrée avec la conception des appareils de pointage fin (FES) de la mission FUSE.Intégrée au détecteur de guidage de précision, mais fonctionnant de manière autonome, la caméra à filtre accordable est une caméra unique à bande étroite. Par exemple, elle permettra aux astronomes de chercher des planètes extrasolaires grâce à la coronographie. Cette technique permet de bloquer la lumière émanant d'une étoile pour permettre à l'astronome de voir les planètes aux alentours. La caméra sera capable de capter des images dans les longueurs d'ondes de 1,6 à 4,9 microns, avec un interstice de 2,6 à 3,1 microns.

Le détecteur de guidage de précision mis au point par COM DEV est essentiel au succès de la mission. Il suivra de près les étoiles-guides de manière à maintenir un pointage extrêmement précis tandis que les instruments du télescope prendront des mesures scientifiques. Le niveau de précision requis équivaut à celui qu'il faudrait pour cibler un objet de la taille d'une pièce de dix cents à une distance de 1 000 km.

Le responsable scientifique du projet est M. John Hutchings de l'Institut Herzberg d'astrophysique du Conseil national de recherches du Canada. M. René Doyon de l'Université de Montréal dirige l'équipe TFI composée de chercheurs de partout au pays qui est chargée de planifier le fonctionnement de l'instrument, de l'étalonner et de mener les premières études. Les équipes américaine et européenne, qui produisent deux des autres instruments, comptent elles aussi des chercheurs canadiens.

Une fois lancé en 2013, le JWST jettera un regard sur le passé, scrutant les nuages de poussières interstellaires où naissent les étoiles et les planètes bien plus loin et plus profondément que jamais auparavant. Il observera la formation des premières étoiles et galaxies de l'univers ainsi que les origines de systèmes solaires pareils au nôtre. Il sera placé à 1,5 million de kilomètres de la Terre, sur une orbite permettant d'assurer un milieu stable et froid et de réduire les problèmes de lumière parasite.

À propos de l'Agence spatiale canadienne

Établie en 1989, l'ASC est chargée de coordonner, au nom du gouvernement du Canada, tous les programmes et politiques civils dans le domaine spatial. L'ASC dispense ses services dans les quatre grands axes suivants : Observation de la Terre, Exploration et sciences spatiales, Télécommunications par satellite et Sensibilisation à l'espace et éducation. L'ASC mise sur la collaboration internationale pour favoriser le développement industriel et la recherche scientifique de calibre mondial au profit de l'humanité. Pour de plus amples renseignements, consultez le site Web de l'Agence : www.espace.gc.ca

À propos de l'Institut Herzberg d'astrophysique

L'Institut Herzberg d'astrophysique du Conseil national de recherches fournit des télescopes et des instruments d'astronomie de premier ordre aux milieux de recherche canadiens. Il contribue à quatre grands observatoires internationaux à Hawaii et au Chili, exploite des télescopes à Victoria et à Penticton, en Colombie-Britannique, et appuie diverses missions d'astronomie spatiale à l'aide de fonds fournis par l'Agence spatiale canadienne.

Denis Paradis