Le bouclier thermique géant du futur télescope James Webb à l'essai

Avec un miroir de 6,5 mètres et un bouclier thermique aussi grand qu’un court de tennis, le futur télescope spatial James Webb pose de redoutables problèmes techniques. L'une des difficultés est le déploiement de ce bouclier. Northrop Grumman a entamé une longue série de tests pour s'assurer que tout se passera bien, car, à la différence de Hubble, James Webb sera situé bien trop loin pour envoyer un équipage le réparer.

Le futur télescope spatial James Webb, successeur du télescope Hubble, fonctionnera dans le proche infrarouge. Ce domaine de longueurs d’onde a été choisi de préférence au visible ou à l’ultraviolet car il ouvre une fenêtre sur les objets les plus froids et pénètre les nuages opaques de gaz et de poussière. Avec son grand diamètre, il sera en mesure de repérer et d'observer des objets des centaines de fois moins lumineux que ceux observés par les télescopes actuels et de sonder plus profondément l’univers.

Pour éviter de perturber les observations, les instruments du télescope devront être suffisamment froids. C'est pourquoi il sera doté d’un bouclier thermique pour abaisser sa température de fonctionnement à plus de - 220°C et réduire autant que possible les variations thermiques qui pourraient déformer le miroir primaire. Abaisser la température ne suffira pas, il faudra également la conserver. Situé à quelque 1,5 million de kilomètres, au point de Lagrange 2, le télescope sera toujours orienté de la même manière par rapport au Soleil, à la Terre et à la Lune. Un bouclier sera donc efficace pour se protéger de leur lumière, à condition qu'il soit suffisamment vaste : avec 20 mètres sur 12 mètres, ses dimensions sont à peu près celles d'un court de tennis.


Un déploiement qui conditionne toute la réussite de la mission

Il est constitué de cinq couches en Kapton (un polyimide) d’une superficie d’environ 150 mètres carrés chacune, offrant une protection thermique dans une large gamme de température (de - 237 à + 377 degrés). Chaque couche joue le rôle de dissipateur de chaleur de telle sorte que la différence de température entre la couche la plus chaude et la plus froide atteint 240°C !

Avec de telles dimensions, son lancement ne peut se faire que plié (comme le miroir) pour le faire tenir à l’intérieur de la coiffe de son lanceur, en l'occurrence une Ariane 5. L’idée est de le plier de façon très compacte, comme un parachute, autour du télescope. Northrop Grumman (maître-d'œuvre du programme) doit s’assurer que le pliage ne réservera pas de mauvaises surprises (faux plis, amorces d’un déchirement). D'où le choix de Kapton, un matériau aussi résistant que souple et la mise au point d'un système de poutrelles et de câbles animé par deux mécanismes. Le premier étire le bouclier sur toute sa surface et le second sépare les unes des autres les cinq couches qui le composent.