Noël et sa signification cosmique

Noël, c’est bien connu c’est le jour de la Naissance, “Dies Natalis“. Mais allons plus loin.

Dans la religion chrétienne, c’est plus précisément l’incarnation de Dieu dans notre Humanité en la personne de Jésus de Nazareth. Ceci met l’accent sur le lien entre Dieu et l’Homme, qu’il a choisi de venir sauver, mais par la même occasion, sur la primauté de l’Homme par rapport à tous les autres êtres-vivants, primauté évidente par ses capacités mentales bien que certains d’entre nous (les antispécistes) en semblent aujourd’hui embarrassés. Cette primauté ne dépend pas nécessairement de la religion car il faudrait pour cela que l’Homme ait été voulu par Dieu (question de foi, on y croit ou on n’y croit pas) mais au moins elle est reconnue par elle.

Cette naissance intervient au solstice, au creux de l’hiver, dans le froid et la nuit. On n’est certain ni de l’année ni du jour. L’année n’a aucune importance puisque ce qui compte c’est le cycle et, en tant que cycle, il se renouvelle tous les ans, à l’infini. Mais le choix du jour de l’année fait par l’Eglise (Concile de Nicée en 325 après JC) est évidemment un symbole riche de sens, qu’on peut qualifier de cosmique compte tenu de ses liens avec le cycle saisonnier donc la position de la Terre par rapport au Soleil.

A l’époque du Concile, l’usage du calendrier Julien est généralisé dans le monde de culture romaine. Il a été imposé par Jules César en 45 avant JC. Dans ce calendrier l’année commence le premier Janvier, jour où l’on fête le dieu biface Janus (nom à l’origine de notre mot « Janvier ») qui regarde en même temps vers le passé et vers l’avenir et qui ouvre et ferme les périodes. Le premier Janvier était donc le Jour du Passage du temps, qui s’accumule en s’écoulant.

Il est intéressant de noter que la date choisie pour Noël est légèrement différente de celle du début de l’année civile et a donc une signification différente, celle du temps immobile ou éternel (enfermé à l’intérieur du cycle). En fait, la date du solstice, fête du Soleil divinisé, « Dies Natalis Solis Invicti », avait été fixée au 25 décembre dans le calendrier Julien et l’Eglise voulait clairement s’approprier ce culte comme on fait avec un palimpseste, en remplaçant le nom du Soleil par celui du Christ, lui-même le vrai Soleil. A cette occasion, Noël est affiché clairement comme une date religieuse, distincte du 1er janvier, fête laïque, pour les Juifs date de la Circoncision qui fait entrer le jeune enfant mâle dans la communauté des hommes et au cours de laquelle il reçoit son nom. C’est un des multiples signes qui, dans la sphère chrétienne, montrent que la religion et la vie civique évoluent dans des « mondes » distincts. Au cours de l’histoire, cette séparation fut plus ou moins respectée mais le calendrier « à double entrée » traversa les siècles et le Pape Grégoire XIII, fondateur de sa variante grégorienne, toujours actuelle, l’officialisa en 1582. Je vois ici une différence fondamentale avec la religion islamique, moins subtile, qui prend comme début d’année, un événement historique, terrestre, « dans le siècle », sans aucune connotation cosmique, la fuite de Mahomet de La Mecque pour Médine.

Quoi qu’il en soit de cette histoire, Noël est bien l’irruption de la Vie au cœur des Ténèbres au moment où ceux-ci semblent les plus puissants mais avec la nuance qu’ils sont quand même éclairés par la faible lueur de l’Etoile dite du Berger, porteuse de chaleur à venir et d’espérance. Il prend un sens différent de Pâques qui est davantage porteur de la notion de vie-en-mouvement, de persistance, de triomphe sur la Mort. Le Christ meurt mais ressuscite immédiatement, au Printemps, car il est lui-même la Vie-immortelle. A Pâques on n’est plus au stade de la naissance mais de la continuation de la Vie, en dépit de la Mort. Comme pour la religion juive, creuset du Christianisme, Pâques est la sortie de l’Egypte, après l’oppression la réponse donnée par la volonté de liberté, la volonté de vivre, la reprise de la Vie.

Mais Noël n’existerait évidemment pas sans l’Annonciation. Elle est fêtée le 25 Mars (bien sûr 9 mois auparavant !) et dans le calendrier elle est presque simultanée à la Passion et à la mort. C’est l’espérance de la Vie qui se manifestera à Noël. Comme Pâques, elle est une intrusion du surnaturel dans le naturel, l’action divine d’insuffler la vie, dans les deux cas une manifestation de la Vie mais, à ce stade, le début d’une gestation, une promesse. Noël est la clef, la concrétisation de cette promesse ; Pâques, la conclusion du processus laissant entrevoir à l’homme lui-même une victoire sur sa propre mort. Sans Annonciation, pas de Noël, Pas de Pâques. C’est lorsqu’il est dans la pleine vigueur du Printemps que le Soleil donne la vie qui se manifestera à Noël pour ranimer la Nature, ce qui sera évident au Printemps. A l’équinoxe de Printemps, la boucle est donc bouclée. Année après année, le cycle recommence et le parcours de notre vaisseau Terre sur son orbite est accompli.

Ces liens entre la religion chrétienne et la Terre ou plus précisément le cycle de la Nature terrestre dans son hémisphère Nord, ont été créés, voulus par l’Homme, au cours d’une lente maturation de sa réflexion dans le contexte intellectuel juif et gréco-latin, pour intégrer sa religion dans son environnement naturel ou plus précisément pour intégrer cet environnement dans sa représentation religieuse.

Il en résulte que fêter Noël le 25 décembre ailleurs que dans l’hémisphère Nord terrestre, n’a pas de sens puisque ce n’est que dans cet hémisphère que l’événement est en relation avec le cycle de la Nature. A Buenos-Aires ou à Sydney, Noël devrait être célébré le 25 juin. Dans la zone intertropicale, au moment le plus dur de l’année, celui où une injection d’espoir est nécessaire (A Singapour, le début des grands feux saisonniers dans l’Indonésie voisine). De même fêter Noël sur Mars ne devrait se faire qu’à l’entrée de l’hiver, dans l’une et l’autre hémisphère, avec donc un Noël tous les 668 sols (687 jours). Cela n’empêcherait pas, bien sûr, que les Martiens, qui pendant très longtemps resteront en relation avec la Terre, suivent toujours l’année terrienne, civile pour leurs contacts avec elle.

Cette réflexion me conduit insensiblement à souhaiter que Noël ne soit plus le grand capharnaüm commercial qu’il est devenu. Chrétiens pratiquants ou non, les êtres humains, plutôt qu’à ne penser qu’à se rendre malades à force de nourriture ingurgitée ou de cadeaux inutiles échangés avant d’être rangés dans un placard ou jetés, devraient profiter de ce moment pour réfléchir au Temps qui passe, à leur vie qui passe, à leur place dans le Cosmos, à leurs relations avec les autres êtres vivants et à la Terre qui les nourrit, à ceux qui les ont précédés, à la tradition judéo-chrétienne qui les a portés, à ceux qui vont les suivre et auxquels ils doivent transmettre, à tout cet Univers qui est infiniment plus grand qu’eux mais dont ils sont les perles très précieuses. Noël devrait être le moment de s’élever au-dessus de soi, de se regarder soi-même et de regarder les autres, nos frères humains, de plus loin dans l’espace et dans le temps, de jouir un moment plus long que d’habitude de nos capacités de spiritualité et, pour ceux qui le veulent, en même temps d’emplir cette spiritualité, de religion.

On peut rêver mais l’histoire a abondamment montré qu’elle évoluait comme une sinusoïde et qu’aux phases de matérialisme succédaient des phases où l’esprit reprenait des couleurs et des forces. Espérons qu’on approche l’un de ces seuils de changement, le passage non plus simplement d’une année à l’autre mais d’une phase à l’autre de cette courbe infinie, phase pendant laquelle l’homme deviendrait plus humain, plus respectueux de l’autre tout en étant respectueux du patrimoine que lui ont légué ses ancêtres, sans se laisser divertir par toutes les futilités, les envies ou les jalousies que lui présente le Séducteur-des-apparences, une phase où Noël reprendrait tout son sens.

Dans cet article, je ne veux pas ravir Noël aux Chrétiens, ni faire profession d’une autre foi. Je veux simplement insister sur la dimension cosmique de ce Jour et rendre hommage à la plus belle religion que l’homme ait conçue en souhaitant que les valeurs qu’elle a portées et qui imprègnent notre civilisation occidentale continuent à rayonner sur le Monde et persistent à jamais.

Joyeux Noël !

Illustration de titre : l’Annonciation faite à Marie. Fra Angelico, Couvent de Saint Marc, Florence

NB: Dans le ciel, notre vaisseau Terre a passé le solstice d’hiver le 21 décembre et nous approchons du périhélie que nous atteindrons le 4 janvier. L’inclinaison de la Terre était de 23°26′ au solstice et la distance au Soleil sera de 0,943 UA au périhélie. Nous atteindrons ce dernier à la vitesse maximale de 30,2 km/s (soit 108.720 km/h!) pour repartir vers notre aphélie, à 1,02 UA soit quelques 300 millions de km d’ici (en ligne droite!), que nous atteindrons le 5 juillet à la vitesse minimale de 29,2 km/s (soit 105.120 km/h), après avoir parcouru 470 millions de km sur notre orbite autour du Soleil.

lien: Noël et notre place dans le Cosmos (article de ce blog publié le 21/12/2019).

PS: Le James Webb Space Telescope (JWST) a bien été lancé, ce matin, 25 décembre, par une fusée Ariane V de l’ESA, à partir de Kourou (Guyane française). Pour le moment tout se passe bien. La manoeuvre très délicate du déploiement a commencé mais elle ne sera terminée que dans 18 jours.

A 16h00 la sonde portant l’observatoire a parcouru 4% de son voyage qui doit la conduire à 1,5 millions de km de la Terre où elle sera mise en orbite autour du point de Lagrange “L2” du système Terre-Soleil.

Sur la mission, lire mes articles des 11 et 18 décembre sur ce blog.

Ci-dessous, diagramme de la mise en place de l’observatoire (crédit ESA).

Where is the JWST (NASA website):

https://www.jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html

Avec le JWST, l’observation par les ondes infrarouges est sur le point de révolutionner l’astronomie

Le rayonnement infrarouge est porteur d’une richesse considérable d’informations sur l’espace. C’est notre capacité à positionner des télescopes hors de l’atmosphère terrestre et à les protéger de la chaleur environnante qui nous permet aujourd’hui de l’exploiter. Le télescope JWST qui est équipé précisément pour ce faire et le plus grand jamais lancé, nous offre la perspective d’un véritable saut en astronomie.

Le rayonnement infrarouge est un des segments du spectre électromagnétique. Il se situe entre le domaine du visible et celui des micro-ondes, dans des longueurs d’ondes qui vont de 0,78 µm (au plus près du spectre visible) à 5 mm (au plus près des micro-ondes). Il se divise entre infrarouge proche – « PIR » – (0,78 µm à 3 µm), infrarouge moyen – « MIR » (3 µm à 50 µm) et infrarouge lointain – « LIR » (de 50 µm à 5 mm).

Il est seulement notable par sa manifestation thermique. C’est d’ailleurs la gradation de cette manifestation qui permet de faire la différence entre les sous-segments PIR, MIR, LIR du segment infrarouge. A noter que toute manifestation thermique est due au déplacement d’énergie du chaud vers le froid et que donc d’autres segments du même spectre électromagnétique traduisent aussi un transfert de chaleur (mais pas seulement). A noter également que les mêmes sources peuvent rayonner dans plusieurs segments de longueur d’ondes (visible, infrarouge ou autres) mais que certains astres, les plus froids ou les moins lumineux, ne rayonnent que dans ce segment infrarouge ou en dessous (longueurs d’ondes encore plus grandes, à commencer par les ondes radio voisines). Par ailleurs l’atmosphère (terrestre, pour ce qui nous concerne) diffuse ou bloque le rayonnement thermique (selon la longueur d’ondes) et empêche l’observation dans la plupart des longueurs d’ondes du segment infrarouge à partir de la surface de la planète.

La conséquence de cette manifestation thermique est que, pour l’observation, il est nécessaire que non seulement l’atmosphère soit absente ou aussi ténue que possible mais aussi que l’environnement du capteur soit d’une température inférieure à celle du rayonnement que l’on veut capter. C’est pour cela que le JWST qui est conçu pour exploiter à partir de l’espace les sous-segments infrarouges les plus éloignés du visible, doit être particulièrement protégé, d’où (1) son positionnement au point de Lagrange L2 avec orientation du système de collecte (et d’abord son miroir primaire) dans la direction opposée au Soleil, (2) son bouclier thermique et (3) un liquide de refroidissement (hélium) pour les observations aux plus basses températures (en dessous des températures prévalant dans l’espace non éclairé au voisinage de la Terre).

Mais que peut-on « voir » en infrarouge ? Outre les sources proprement visibles, toutes les sources « froides », c’est-à-dire celles dont la lumière qui nous parvient est à la limite ou en-dessous du seuil de visibilité. Il peut s’agir de tous les astres dont la lumière apparente n’est qu’une réflexion de leur étoile et donc faible…et des autres qui ne réfléchissent pratiquement aucune lumière mais qui sont moins froides que leur environnement parce que leur masse génère de la chaleur par gravité, et parce que leurs composants instables suivent un processus de dégradation continue générateur de chaleur (radio-activité).

Dans notre système, il peut s’agir des astéroïdes proches et lointains. Il peut s’agir des planètes naines perdues dans la Ceinture de Kuiper (les « KPO »). Il peut éventuellement s’agir de la fabuleuse « Planète 9 » qui se « balade » dans cette zone et dont la masse serait au moins égale à celle de la Terre.

A l’extérieur de notre système et dans notre environnement galactique proche, il peut s’agir des exoplanètes les plus intéressantes du point de vue de la recherche d’une vie éventuelle parce qu’elles sont semblables à la Terre et parce qu’on a beaucoup de mal à les voir en ondes visibles. Elles sont petites comme la Terre et elles orbitent des astres très lumineux, comme notre Soleil, devant lesquels elles passent très rarement (toutes choses égales par ailleurs, environ une fois par an, comme notre Terre). Cela nous changera des exoplanètes orbitant les naines-rouges ou des planètes géantes orbitant les étoiles plus lumineuses (que les media nous présentent à chaque fois comme des « nouvelles-terres » mais qui n’en sont pas). Il y a beaucoup moins de différence d’intensité de rayonnement entre l’infrarouge reçu d’une planète et l’infrarouge reçu de son étoile qu’entre leurs rayonnements respectifs reçus dans le spectre visible. Et on pourra encore « arranger les choses » en utilisant de bons coronographes « à masque de phase » pour occulter la lumière plus intense de l’étoile. Il peut aussi s’agir de planètes-orphelines qui, pour une raison ou une autre, ont rompu les amarres avec leur système d’origine et qui errent dans l’espace interstellaire. Il peut bien sûr s’agir de naines brunes, astres plus chauds qu’une planète mais d’une température trop faible pour rayonner dans le visible.

En allant plus loin, nous pourrons entrer dans les pépinières d’étoiles ou « nuages-moléculaires », riches en poussière, occultants dans le visible, car l’infrarouge se joue de cette difficulté, le critère n’étant plus le photon mais la chaleur qui passe et qui transperce ou qui « éclaire » cet environnement. Nous pourrons y voir des étoiles en formation, déjà chaudes de leur accrétion mais dont la première lumière n’a pas encore jailli.

En allant encore plus loin nous pourrons courir après les astres les plus lointains qui, il y a plus de 13 milliards d’années, ont émis dans une longueur d’ondes plus courtes mais qui sont tellement distants aujourd’hui que leur « lumière reçue » s’est considérablement étirée vers le rouge du fait de leur vitesse d’éloignement (dilatation de l’Univers). Nous avons ainsi de bonnes chances de découvrir toute une population de galaxies primitives, surtout les premières qui, au-delà de « GNz11 » dont la lumière a mis 13,3 milliards d’années pour nous parvenir et qui est la plus lointaine identifiée aujourd’hui, se sont formées après la ré-ionisation de l’Univers qui a débouché sur la sortie des Ages-sombres. Hubble a vu GNz11 parce que la lumière de ses étoiles a été émise en ultraviolet ; mais si elle l’avait été en visible, elle ne serait observable que dans un infrarouge très profond (LIR). Avec le JWST on pourra voir dans ce LIR, et on peut espérer remonter jusqu’à 13,4 milliards d’années, voir de nombreuses galaxies de cette époque et tirer des généralisations sur la formation de ces galaxies.

Tout cela le JWST devrait pouvoir nous l’apporter avec une précision (« résolution angulaire ») aussi bonne que celle de Hubble sur des objets d’une luminosité cent fois plus faible. Il ne manque plus que la « mise en place ». Décollage le 24* décembre, voyage vers le point de Lagrange L2 (1,5 millions de km tout de même), déploiement de l’« origami » (c’est comme cela que l’on appelle le « pliage » de la sonde d’après le nom des pliages en papier sophistiqués des Japonais ) et première lumière…six mois après (été 2022). Prions que tout ce processus très complexe et délicat se déroule correctement.

*la date a encore changé. Espérons que ce soit la bonne!

Illustration de titre : NASA & K Luhman (Harvard-Smithonian Center for Astrophysics). Les étoiles enveloppées dans leurs nuages de poussière (à gauche, en visible) sont déshabillées lorsqu’on les observe dans leur rayonnement infrarouge (les mêmes étoiles, à droite).

Référence : Ciel & espace (revue de l’association française d’astronomie) n°580 (Nov. Dec. 2021)

https://en.wikipedia.org/wiki/Infrared

Illustration ci-dessous: spectre électromagnétique, atmospheric electromagnetic transmittance or opacity.jpg. crédit NASA

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Index L’appel de Mars 21 11 14

La merveille technologique qu’est le JWST va nous permettre de faire un saut dans nos capacités d’observation de l’Univers, proche et lointain

Le 22 décembre, l’ESA doit lancer à partir de Kourou le JWST (James Webb Space Telescope), nouveau télescope spatial, conçu et construit en coopération avec la NASA et l’ASC (Agence Spatiale Canadienne) et la participation de très nombreux contributeurs (voir ci-dessous, en fin d’article).

C’est un moment historique important pour plusieurs raisons. D’abord le JWST va remplacer le vieux Télescope Hubble. Ensuite il aura une puissance décuplée par rapport à son prédécesseur et il va repousser très loin notre horizon tout en nous permettant de voir dans l’espace proche des détails infiniment plus petits que ce que permettait Hubble et, surtout, toutes sortes d’objets peu ou non lumineux. C’est aussi l’achèvement d’une longue histoire qui a failli ne pas aboutir positivement et dont on peut tirer de nombreuses leçons. Enfin nous ne pourrons « vendre la peau de l’ours » que dans plusieurs semaines car, après le lancement, il y aura le déploiement du télescope et ce ne sera pas une mince affaire.

Il faut d’abord préciser que le JWST n’est quand même pas tout à fait Hubble. En effet il ne verra pas l’espace de la même manière que nos yeux (comme Hubble) puisqu’il ne sera sensible que marginalement à la lumière visible et bien davantage aux ondes juste un peu plus longues du spectre électromagnétique, celles qui vont de l’orange (à la limite du jaune) à l’infrarouge moyen, de 0,66 à 28 microns. A noter que la caméra WFC3 montée sur Hubble en 2009 permet seulement de descendre jusqu’à 1,7 microns. L’avantage c’est que la frange de visible permet de repérer les sources comme les télescopes ordinaires et que l’utilisation de l’infrarouge permet l’accès aux sources de très faible luminosité comme les exoplanètes, les étoiles naines-brunes, ou encore les objets très lointains dont la longueur d’onde du signal a été étirée par l’expansion de l’Univers et l’effet Doppler en résultant ; elle permet aussi de « voir » au travers de la poussière notamment dans les pépinières d’étoiles. L’avantage enfin c’est que l’accès à l’infrarouge depuis le sol de la planète est très difficile à cause de la lumière diffuse et de la température environnante de l’atmosphère et que le positionnement du JWST dans l’espace nous permettra d’en sortir.

C’est en effet pour cela que non seulement le JWST va être envoyé dans l’espace mais aussi que l’on prend des précautions extraordinaires pour que l’environnement dans lequel on veut collecter les infrarouges, soit aussi froid que possible. Il va donc être positionné en orbite autour de L2, un point de Lagrange d’une certaine stabilité même s’il est considéré comme instable par rapport à L4 et L5 (il faudra des corrections de trajectoire de temps en temps), le « dos » non seulement à la lumière du Soleil mais aussi à la lueur de la Terre, à 1,5 millions de km de celle-ci. L’orientation devra être scrupuleusement maintenue et elle le sera d’autant mieux que son orbite autour de L2 sera perpendiculaire à celle de la Terre). Mais il ne suffit pas que l’environnement du capteur soit froid, il doit être très froid pour que le moins de bruit de fond (la chaleur) possible n’occulte le rayonnement reçu le plus « rouge » possible (un peu comme dans le domaine du visible il nous faut la nuit pour voir les étoiles).

On a donc conçu tout un dispositif compliqué et fragile pour maintenir la plus basse température possible. Le bouclier, en même temps radiateur, est constitué, sur une épaisseur de 1,5 mètres, de cinq couches (14,16 x 22 mètres de surface) séparées, de « kapton », un film polymère stable sur une gamme très ouverte de températures, ultrafin et revêtu d’une fine couche d’aluminium. La face exposée au Soleil est traitée pour être particulièrement réfléchissante. Chaque couche, protégée par la précédente, est plus froide qu’elle et évacue la chaleur vers l’extérieur (effet radiateur) de telle sorte qu’on puisse passer de +125°C sur la face la plus exposée au Soleil à -235°C sur la dernière face avant le télescope (rappelons que le zéro absolu, 0 Kelvin est à -273,15°C).

A l’abri de ce bouclier va se déployer un objet magnifique, le miroir primaire, constitué de 18 segments hexagonaux, d’un diamètre total de 6,5 mètres de diamètre (surface de collecte de 25 m2), à comparer aux 2,4 mètres de Hubble. A noter que cette dimension, outre qu’elle permettra de recevoir davantage de rayonnements, est en partie justifiée par la longueur des ondes les plus longues que l’on veut capter. En effet les ondes infrarouges étant plus longues que les ondes visibles, on a besoin d’une surface plus grande pour que l’image qu’elles nous communiquent soit suffisamment fine. Dit autrement, la surface de collecte renforce l’acuité du télescope donc son pouvoir de résolution. Ce dernier sera comme celui de Hubble, de 0,1 seconde d’arc mais pour des ondes beaucoup plus longues (donc des lumières beaucoup plus faibles). Les segments de miroir sont en béryllium, un métal particulièrement stable et léger, recouvert d’une pellicule d’or, métal choisi pour ses vertus réfléchissantes dans l’infrarouge.

Le miroir primaire va renvoyer les ondes reçues vers un miroir secondaire, également en béryllium, tenu en avant du premier, « à bout de bras », par trois tiges de 7,60 mètres de long. Il réfléchira le rayonnement vers un troisième miroir, au centre du premier, qui sera la porte aux instruments qui, protégés au pied du miroir primaire contre les températures extrêmes, vont traiter le rayonnement reçu. Les données seront transmises ensuite par une antenne à grand gain orientée vers la Terre.

Il y a quatre instruments dans le cœur de ce qu’on doit considérer comme un véritable observatoire plutôt qu’un simple télescope, MIRI (Mid Infrared Instrument), FGS/NIrISS (Fine Guidance Sensor & Near Infrared Imager and Stiltless Spectrograph) , NIRSpec et NIRCam (Near Infrared Camera).

MIRI est un instrument (imageur et spectromètre) de l’extrême puisqu’il collecte les rayonnements les plus longs (entre 5 et 29 microns) donc les moins chauds. Il est refroidi en dessous de la température déjà très froide de l’ensemble du télescope, jusqu’à -266°C par un liquide cryogénique, et il est équipé d’un coronographe (par « masque de phase ») qui permet d’éviter que l’image froide soit inondée par la lumière de la source lumineuse la plus proche (le plus souvent l’étoile de la planète visée). L’objet est cosmologique, recherche de la « première lumière » au sortir des « âges sombres », et astrophysique, la formation des étoiles et la formation des systèmes planétaires. C’est une contribution de l’ESA (10 pays dont la Grande Bretagne, la France et la Suisse) et de la NASA.

FGS et NIrISS. FGS est un pointeur pour cibler l’objectif avec la plus grande précision (de l’ordre du millionième de degré). Il a pour cela été qualifié de « volant du Webb ». NIrISS est un spectrographe qui opérera dans les longueurs d’onde allant de 0,8 à 5 microns. Son objet est la détection des exoplanètes et leur caractérisation ainsi que la spectroscopie par transit (analyse de l’atmosphère lors du passage de la planète devant son étoile). En outre il étudiera les lumières les plus faibles de l’univers. FGS et NIrISS sont une contribution de l’ASC.

NIRSpec pourra prendre le spectrogramme de 100 objets simultanément, en moyenne résolution sur les longueurs d’onde de 1 à 5 microns et en résolution plus basse pour les longueurs d’onde allant de 0,6 à 5 microns. Il doit fournir des spectrogrammes de galaxies à très grands décalage vers le rouge, d’exoplanètes en transit, de disques protostellaires ou protoplanétaires. Il a été construit par ASTRIUM, c’est une contribution de l’ESA.

NIRCam est un imageur qui opère dans les longueurs d’onde 0,6 à 5 microns. Son objet est l’étude des premières phases de formation stellaire et galactique, la morphologie et les nuances de couleurs des galaxies à très grand décalage vers le rouge, les courbes de lumière des supernovæ distantes, la détection de matière noire via les effets de lentilles gravitationnelles, l’étude des populations d’étoiles dans les galaxies proches, l’imagerie et la spectroscopie des proto-étoiles, disques protoplanétaires, exoplanètes. Il est fourni par l’Université d’Arizona et le Centre de Technologie de Pointe de Lockheed Martin.

NIRCam est comme FGS un auxiliaire à l’observation pour les autres instruments car il sera également utilisé comme analyseur de front d’ondes pour contrôler l’alignement et le phasage du miroir primaire.

L’humanité va donc disposer très bientôt (6 mois après le lancement) d’un nouveau moyen d’observation qui lui permettra de faire un saut dans sa connaissance de l’Univers aussi bien proche que lointain. Il y aura un « avant » et un « après » JWST comme il y a eu un avant et un après Hubble. Ceci dit l’accouchement a été très pénible.

Le projet a commencé au stade de la réflexion en 1989 (il y a 32 ans !) mais ce n’est qu’en 1996 qu’on obtint une première étude de faisabilité. Le miroir primaire, à l’époque devait mesurer 8 mètres de diamètre et couter 500 millions. L’objectif de réalisation était 2007 (il y a 14 ans !). Entre 1997 et 2001, on précisa les spécifications et la NASA lança la collaboration avec l’ESA et l’ASC. Pour réduire le coût, on réduisit le diamètre du miroir primaire à 6 mètres mais le devis monta quand même à près de 2 milliards (un coût qui restait « normal » pour une sonde importante).  Entre 2003 et 2004, une autre avancée dans la préparation conduisit à la sélection des constructeurs et au choix du béryllium pour les segments du miroir primaire. On atteignit les 3 milliards…et le dérapage commença. En 2005 on repartit de zéro. Au fur et à mesure du temps, les problèmes se posèrent (tests, pliage), la date de mise en service s’éloigna et les coûts montèrent : 2010 prévu en 2003 ; 2014 et 5 milliards en 2009 ; 2018 et plus de 8 milliards en 2011. Le Sénat grinça, gronda et tonna puis céda pour augmenter le financement. Le plafond fut finalement irrémédiablement fixé à 10 milliards. On atteignit la somme en 2018 tandis que la date de lancement s’éloignait encore : 2019 en 2017 ; 2020 en 2018 ; Octobre 21 en 2020 et finalement Décembre 2021 en 2021 ! En fait le JWST a été terminé en juin 2016 mais les tests ont été plus difficiles que prévu (rendant notamment nécessaire la reconfiguration de la plus grande chambre à vide cryogénique au monde), il y a eu la covid et un problème avec le lanceur Ariane V, tout, y compris le « pas de chance » (déchirure du pare-soleil et in fine, fin novembre 2021, détachement trop brutal de la sangle liant la sonde à son support fixe au sein du lanceur qui a peut-être causé quelques dégats à la sonde et force le report du lancement du 18 au 22 décembre…au plus tôt) !

Ceci dit même après le lancement (par une fusée Ariane V de l’ESA à Kourou) nous ne serons pas au bout de nos épreuves car compte tenu de sa taille, le JWST a dû être replié à l’extrême (on parle d’un « origami ») et le déploiement sera pour le moins délicat. Voyez l’image ci-dessous et comparez là à l’illustration de titre (vue d’artiste NASA). En même temps, comparez la taille du télescope et comparez là à celle de l’homme qui se trouve en bas à droite. On peut espérer que lorsque le Starship d’Elon Musk sera opérationnel on ne sera plus obligé de faire ces pliages dantesques !

Liens :

https://fr.wikipedia.org/wiki/James-Webb_(t%C3%A9lescope_spatial)

https://fr.wikipedia.org/wiki/Hubble_(t%C3%A9lescope_spatial)

https://jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/index.html

https://www.jwst.fr/

https://irfu.cea.fr/dap/Phocea/Vie_des_labos/Ast/ast.php?t=actu&id_ast=2302

http://www.exoplanetes.umontreal.ca/niriss-et-jwst-le-canada-a-lavant-plan-de-letude-des-exoplanetes/

Contributeurs au JWST :

Au nombre de 306 dans le monde dont 153 américains, 14 canadiens et 173 européens dont 8 suisses : Syderal SA, Neuchâtel / Swiss Space Office / Ruag / Physikalisches Institut, Bern / Paul Scherrer Institute, Villigen / Observatoire de Genève / ETH, Institute for Particle Physics and Astrophysics, Zurich / APCO Technologies SA, Aigle / La participation Suisse concerne surtout MIRI, l’instrument le plus délicat du JWST puisque c’est celui qui observera dans l’environnement le plus froid.

https://quanz-group.ethz.ch/research/instrumentation/jwst.html

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Index L’appel de Mars 21 11 14

SpaceX est-elle vraiment au bord de la faillite ?

Elon Musk a mobilisé en urgence les employés de SpaceX pour qu’ils viennent travailler pendant le week-end de Thanksgiving ! Cette mobilisation était demandée par un e-mail qui évoquait le risque pour la société de faire faillite si le rythme de production des moteurs Raptor du Starship n’était pas accéléré. Sur cette base, certains ont cru devoir extrapoler que SpaceX faisait réellement faillite. Il n’en est rien, même si la situation de la société est tendue sur le plan technique.

Le problème est qu’Elon Musk s’est engagé dans le projet Starlink pour créer un réseau d’accès à Internet à haut débit, à partir de n’importe quel point de la planète et qu’il a besoin pour le mener à bien, de son vaisseau Starship qui dispose(ra) du plus grand volume d’emport de toutes les fusées au monde. Or la mise en service de ce vaisseau dépend (en partie) de la production en grand nombre de moteurs Raptor, aussi bien pour l’atmosphère que pour le vide. En elles-mêmes les constellations de satellites-relais pourraient être mises en orbite par des lanceurs d’une moindre capacité d’emport, le Falcon 9 ou le Falcon Heavy, qui pourraient loger des satellites type « V1 » déjà utilisés pour la première phase (qui a permis de démarrer la commercialisation). Mais le prix de la connexion internet (99$ par an), plus 499 $ d’installation, pour chaque utilisateur (dont la vente a commencé) a été calculé sur la base de lancements de masses et de volumes unitaires, plus importants, avec des satellites « V2 ». Autrement dit, Elon Musk a fixé son prix d’accès sur l’hypothèse d’un marché important desservi par des lancements peu coûteux parce qu’effectués par des Starships. De toute façon, il n’est pas question d’augmenter le prix de l’abonnement car 99$ est déjà considéré comme un bon niveau comparé aux prix pratiqués par la concurrence.

Malheureusement l’équipe technique en charge du développement et de la production des Raptors n’a pas été aussi performante que l’espérait Elon Musk (euphémisme). Comme les progrès n’étaient pas assez rapides, Elon Musk a « viré » l’équipe dirigée par Will Heltsley, senior vice-président en charge de la propulsion, avec Lee Rosen vice-président des missions et des opérations de lancements, et Rick Lim son « senior director ». Il a remplacée Will Heltsley par un autre professionnel travaillant sur les moteurs depuis des années, Jacob McKenzie, ingénieur en chef en charge des composants du système de propulsion. Et c’est avec sa nouvelle équipe qu’il a découvert que la situation était pire que ce qu’il craignait.

Entendons-nous bien, il n’y a pas d’inquiétude particulière sur les moteurs Raptor eux-mêmes, dont les prototypes aussi bien pour l’atmosphère que pour le vide ont été testés au sol avec satisfaction, mais sur le rythme de production de ces moteurs car leur « consommation » (donc leur besoin) sera importante (sous-entendu, au début il y aura des échecs, des destructions ou des pertes). En effet, il faut d’urgence procéder aux tests en orbite pour pouvoir atteindre les objectifs commerciaux. Cela est particulièrement important pour les moteurs à vide puisque les conditions sont difficiles à reproduire au sol (donc des tests en vol méritent quand même de confirmer les performances vérifiées au sol) et que leur fonctionnement est plus délicat (tuyère plus grande donc plus fragile, risque de déchirure et d’explosion résultant de la différence plus grande de pression entre le gaz propulsé et l’atmosphère extérieure). Or les tests sont très consommateurs de moteurs puisque les premiers étages (SuperHeavy) sont équipés de 29 moteurs atmosphériques et le second étage (Starship proprement dit) de 3 moteurs à vide et de 3 moteurs atmosphériques (pour redescendre).

Pour que le service des premiers abonnés à Internet ne coûte pas trop cher (que le plan financier de SpaceX tienne la route), il faut que le rythme de lancements du Starship puisse être de deux par mois au cours de l’année 2022. On n’y est pas !

Ceci dit, et ce n’est pas mentionné, il y a encore plusieurs étapes à franchir avant que le Starship soit opérationnel et c’est peut-être pour cela qu’Elon Musk « dort mal ». En dehors du fait que seul un test de Starship en vol a été positif (vol du SN15 le 06 mai 21), il n’y a pas eu de test en vol du lanceur SuperHeavy (test statique réussi le 20 juillet 2021) et surtout (de mon point de vue) l’attache des tuiles de protection thermique pour le retour au sol du Starship semble encore donner des soucis (nombreuses tuiles décollées du fait des différences de températures lors du remplissage des réservoirs en ergols cryogéniques). Souvenons nous que la Navette Challenger a explosé en vol à cause de la défaillance du système de protection thermique (les tuiles, toujours). Enfin quand on avance le chiffre de « 29 » moteurs pour le SuperHeavy on touche aussi au problème de les faire fonctionner ensemble (le risque des conséquences d’une défaillance de l’un d’entre eux n’est ni nul ni anodin).

Personnellement je regrette qu’Elon Musk se soit engagé dans cette aventure de Starlink car elle va polluer l’orbite basse terrestre (LEO) en gênant les observations astronomiques depuis la Terre. En même temps j’espère que l’inquiétude d’Elon Musk se dissipera rapidement car il faut que son entreprise continue puisqu’apparemment c’est aujourd’hui la seule capable de nous permettre d’aller sur Mars. Je suis cependant assez confiant car SpaceX (et Elon Musk) a « d’autres cordes à son arc » et elle est capitalisée à plus de 100 milliards de dollars. Il faudrait un certain temps ou plutôt un temps certain pour que les pertes résultant d’un prix trop bas des abonnements internet mettent la société en péril. D’ailleurs, dès le 30 Novembre, Elon Musk a atténué le choc de son email d’avant le week-end, par un tweet disant : “If a severe global recession were to dry up capital availability/liquidity while SpaceX was losing billions on Starlink & Starship, then bankruptcy, while still unlikely, is not impossible.” Cela veut bien dire que, même de son point de vue, d’homme pressé et inquiet, la situation n’est pas si alarmante.

Au pire, je pense que la NASA viendrait au secours de l’entreprise si nécessaire car de plus en plus elle semble compter sur le Starship beaucoup plus que sur son SLS pour la suite de l’exploration spatiale. En témoigne le « livre blanc » publié en Mai 2021 dans la « Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032 » de la NASA, par Jennifer L. Heldmann, de l’Ames Research Center, Division of Space Sciences & Astrobiology, Planetary Systems Branch. Elle en est l’auteure principale à la tête d’un groupe de scientifiques américains impressionnant par le nombre et la qualité (« Accelerating Martian and Lunar Science through SpaceX Starship Missions ») et elle mise très clairement sur le Starship comme en témoigne le début de l’abstract de ce document :

citation:

SpaceX is developing the Starship vehicle for human and robotic flights to the Moon and Mars. This vehicle offers unprecedented payload capacity and a lower cost of surface access due to its full reusability. Here we focus on the potential research benefits from an effective partnership between NASA’s Science Mission Directorate and SpaceX.

fin de citation.

Illustration de titre : Photo du moteur Raptor, dans sa version atmosphérique à gauche et dans sa version à vide, à droite. Cliché crédit SpaceX.

liens:

https://spaceexplored.com/2021/11/29/spacex-raptor-crisis/

https://spacenews.com/spacex-grapples-with-raptor-production-problems/

https://www.newsweek.com/elon-musk-responds-leaked-email-warns-spacex-faces-bankruptcy-starship-raptor-1654767

https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2021psad.rept..518H/abstract

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