Astronomie

Le télescope James Webb va-t-il orbiter autour de la Terre ?

Le télescope James Webb va-t-il orbiter autour de la Terre ?


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S'il devait orbiter autour de la terre, quel type d'orbite serait-il (à quelle distance) ? Y a-t-il des avantages à envoyer un télescope plus loin de la terre si c'est juste pour photographier des galaxies et non des objets qui sont dans notre système solaire ?


Votre première question - est-ce que JWST va orbiter autour de la Terre - est un peu compliquée. Il suivra un profil de mission qui l'enverra vers le point Lagrangien $L_2$ Soleil-Terre. Il faudra environ trois mois au télescope pour atteindre son orbite en $L_2$. Maintenant, $L_2$ est instable, et donc un certain maintien de la position - essentiellement, des corrections de cap par les propulseurs - sera nécessaire. Ce ne sera pas en orbite autour de la Terre, mais en orbite autour du Soleil avec Terre, dans un endroit proche.

Vous n'avez pas tout à fait raison de dire que JWST n'observera que des objets en dehors du système solaire. Certaines des cibles les plus excitantes - les jeunes galaxies en évolution et les atmosphères exoplanétaires - se trouvent bien au-delà. Cependant, les capacités d'analyse atmosphérique du télescope (merci NIRSpec !), utiles pour déterminer la composition des atmosphères exoplanétaires, seront également utilisées pour les observations des atmosphères de Mars et des planètes géantes, ainsi que des données de composition pour d'autres corps.

Maintenant, il n'est pas vraiment utile d'envoyer JWST ailleurs dans le système solaire, étant donné que la plupart de ses observations porteront sur des objets en dehors du système solaire. D'accord, vous pourriez peut-être obtenir des données de meilleure qualité sur Mars si vous les envoyiez sur l'orbite de Mars, mais ce serait assez coûteux et pas efficace pour un vaisseau spatial conçu pour être utilisé par de nombreux scientifiques à diverses fins. Le garder à $L_2$ simplifie énormément les trajectoires orbitales, bien qu'il soit encore beaucoup trop loin pour être réparé, contrairement à Hubble. Vous réduisez également le temps de communication.

Eh bien, pourriez-vous dire, pourquoi ne pas simplement lancer JWST en orbite terrestre ? Nous y avons des instruments scientifiques; pourquoi se donne-t-on la peine de mettre tant de choses à $L_2$ ? Il s'avère que les débris au-dessus de l'orbite terrestre basse (LEO) seraient trop dangereux pour les optiques sensibles du télescope. Les meilleurs instruments sont souvent aussi les plus délicats, et JWST serait endommagé s'il était vraiment en orbite autour de la Terre, à LEO ou ailleurs.


Le télescope James Webb ne sera pas en orbite autour de la Terre, mais autour du Soleil, à une distance de 1,5 million de kilomètres ou 1 million de miles de la Terre. Un avantage à l'éloigner de la Terre est qu'il y a moins d'interférences de la pollution lumineuse de la Terre. Cependant, le miroir du JWST mesure 21 pieds de large, sa sensibilité à cela sera donc minime et ses capacités sans entrave. Il y a des faits à ce sujet ici et ici.


Il ne tourne pas autour de nous - il tourne autour du Soleil, tout comme nous.

Pourtant:

bizarrement et étonnamment, il "reste avec nous"…

il garde sa position à l'extérieur de nous - il faut 365 jours à JWT pour faire le tour, tout comme il nous faut 365 jours pour faire le tour.

Comment y parvenir ?

Nous avons un morceau de ficelle incroyablement long qui y est attaché.

Nous (la Terre) tournons en rond comme dans une aire de jeux. On s'accroche à la ficelle, et le JWT fait le tour "à l'extérieur" de nous, et reste en place.

Non, pas de ficelle mais bizarrement la gravité fonctionne exactement, précisément, comme une ficelle le ferait - si vous êtes exactement à la bonne distance.

Divers vaisseaux spatiaux intéressants traînent dans cette région "L2". J'ai inclus un dessin précis de notre étonnant vaisseau spatial GAIA dans le diagramme.

Le JWT est en quelque sorte "l'homme fort" de nos télescopes spatiaux. Le Tom Brady -type quarterback au lycée. Vous savez… le plus grand, le plus fort, épousera Giselle, etc. GAIA est un peu du genre "classe malin et super cerveau". (Au-delà de toute croyance, GAIA est… cartographier la voie lactée. Pas vraiment.)

Tout cela a été inventé par les Français (ce gars appelé Lagrange - le "L" dans "L2"), donc aujourd'hui, naturellement, les Français supposent simplement que JWT, etc., sont tous, fondamentalement, des choses françaises - après tout, ils ont pensé à ça, quelqu'un d'autre vient de faire de la soudure.

La véritable manière "détaillée" dont GAIA par exemple vole est une orbite de Lissajous. (Ouais - un autre français!) Par coïncidence, Lissajous sonne un peu comme "lasso", et sur de jolis diagrammes comme ici, vous pouvez voir qu'il ressemble à un lasso. Giddyup, télescopes spatiaux !

La NASA, euh, les gars de France qui ont trouvé ça :


Factoid bonus - vous vous demandez peut-être Pourquoi l'effort de le mettre à cet endroit particulier. Cela a été très bien expliqué par @A.Leistra dans un commentaire.

Regardez attentivement le schéma et mettez-vous à la place du JWT jaune… Essayez-le à différents endroits du schéma.

Maintenant - de n'importe où sur le cercle, regardez envers la Terre et le Soleil.

Remarquerez que… ils sont au même endroit de votre point de vue.

Le Soleil et la Terre sont des fauteurs de troubles pour les télescopes spatiaux. Parce qu'ils sont toujours dans exactement le même sens, le JWT peut leur tourner le dos à tout moment, toujours. Le JWT a un grand bouclier, qui protégera toujours à la fois le Soleil et la Terre.

Les Français sont-ils intelligents ?


Le télescope James Webb de la NASA pour nous aider à « voyager dans le temps » dans l'univers primitif, résoudre des mystères en observant les quasars

Avez-vous déjà pris un moment pour simplement reconsidérer le fait que lorsque nous regardons le ciel et voyons les étoiles scintillantes, nous regardons en fait dans le passé ? La lumière de ces corps célestes éloignés met des années à atteindre notre planète, ce qui signifie que nous voyons les étoiles telles qu'elles auraient été il y a des dizaines à des centaines d'années - plus l'étoile est éloignée, plus le décalage temporel est long !

Bientôt, la capacité de l'humanité à regarder en arrière et à scruter plus profondément dans l'univers sera considérablement amplifiée, grâce au télescope spatial James Webb de la NASA. Prévu pour être lancé cette année en tant que successeur du télescope spatial Hubble et de la nouvelle mission phare d'astrophysique de la NASA, Webb utilisera des quasars pour percer les secrets d'un très jeune univers, a révélé la dernière déclaration de l'agence spatiale américaine.

Que sont les quasars ?

Les quasars sont des trous noirs supermassifs actifs qui résident généralement au centre des galaxies. Ils dépassent la masse de notre Soleil par des millions voire des milliards de fois et se nourrissent de la matière qui tombe de leur environnement.

Les quasars figurent parmi les objets les plus brillants de l'univers - leur lumière peut éclipser toutes les étoiles situées dans leur galaxie hôte, combinées ! Ils sont également connus pour émettre des tsunamis de rayonnement, et les vents et les jets qu'ils déclenchent façonnent les galaxies dans lesquelles ils se trouvent.

Ces quasars sont si éloignés de la Terre que leur lumière a mis des milliards d'années pour atteindre notre planète natale. Ils existaient dans un univers très jeune, âgé de moins de 800 millions d'années. Pour référence, son âge actuel est estimé à environ 13,77 milliards d'années.

Utiliser des qausars distants

Après son lancement, le télescope spatial James Webb jettera son dévolu sur six des quasars les plus lointains et les plus lumineux que nous connaissions. En observant ces quasars et leurs galaxies hôtes, le télescope examinera leur interconnexion au cours des premières étapes de l'évolution des galaxies au tout début de l'univers.

« Tous ces quasars que nous étudions existaient très tôt, lorsque l'univers avait moins de 800 millions d'années, soit moins de 6 % de son âge actuel. Ces observations nous donnent donc l'opportunité d'étudier l'évolution des galaxies et la formation et l'évolution des trous noirs supermassifs à ces temps très anciens », a expliqué Santiago Arribas, membre de l'équipe scientifique des instruments du spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) de Webb.

Les quasars examinés ne seront pas seulement les plus éloignés, mais aussi les plus brillants. Ils ont été choisis pour ce fait même, car les quasars les plus lumineux génèrent le plus d'énergie dans leur noyau, produisant effectivement le plus grand impact sur leurs galaxies hôtes.

Comment les quasars affectent-ils la galaxie hôte ?

Lorsque ces trous noirs supermassifs aspirent de la matière, une énorme quantité d'énergie est libérée. Cette énergie chauffe et pousse le gaz environnant vers l'extérieur, comme de violentes ondulations dans une eau calme, générant de forts écoulements qui déchirent l'espace interstellaire.

Ces écoulements font des ravages dans la galaxie hôte, mais l'aident également à évoluer, le gaz sortant alimentant la formation d'étoiles. Le mécanisme d'écoulement redistribue également le gaz, la poussière et les éléments au sein de la galaxie hôte, et peut parfois les expulser plus loin dans l'espace entre les galaxies : le milieu intergalactique.

De cette manière, les quasars provoquent des changements fondamentaux dans les propriétés de la galaxie hôte et du milieu intergalactique, et ces développements seront étudiés de près via Webb.

Utilisation de quasars comme source lumineuse de fond

En outre, les scientifiques ont également l'intention d'utiliser ces quasars lumineux comme sources de lumière de fond pour étudier le gaz entre nous et le quasar. En déterminant si le gaz est neutre ou ionisé, les scientifiques apprendront à quel point l'univers est neutre ! De plus, leur éclairage jettera également plus de lumière sur l'ère de la réionisation - la période au cours de laquelle l'univers primitif est passé d'un manque de clarté et d'opacité à certains types de lumière à une transparence à la lumière ultraviolette.

« Si vous voulez étudier l'univers, vous avez besoin de sources de fond très lumineuses. Un quasar est l'objet parfait dans l'univers lointain, car il est suffisamment lumineux pour que nous puissions très bien le voir. Nous voulons étudier l'univers primitif parce que l'univers évolue et nous voulons savoir comment il a commencé », a déclaré Camilla Pacifici, qui est affiliée à l'Agence spatiale canadienne et travaille comme scientifique des instruments au Space Telescope Science Institute de Baltimore.

Dans l'ensemble, ce futur observatoire des sciences spatiales qu'est le télescope spatial James Webb semble prêt à aider l'humanité à répondre à une pléthore de questions, pas seulement celles liées aux sciences spatiales et à l'astronomie, mais même certaines questions philosophiques et existentielles. dont les réponses nous ont, jusqu'à présent, semblé trop lointaines et hors de notre portée.

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Titre de la boîte de recherche

Les responsables de la mission du télescope spatial James Webb de la NASA ont annoncé la sélection des programmes General Observer pour la première année scientifique du télescope, connue sous le nom de Cycle 1. Ces programmes spécifiques offriront à la communauté astronomique mondiale l'une des premières opportunités étendues d'enquêter sur des cibles scientifiques. avec Webb.

Les 286 propositions sélectionnées abordent une grande variété de domaines scientifiques et aideront à remplir la mission globale de la NASA d'approfondir notre compréhension de l'univers et de notre place dans celui-ci. Webb commencera à observer l'univers en 2022 après que le vaisseau spatial se sera déployé, parcouru un million de kilomètres et vérifié le fonctionnement de tous ses instruments.

« La première année d'observation de Webb offrira la première opportunité à un large éventail de scientifiques du monde entier d'observer des cibles particulières avec le prochain grand observatoire spatial de la NASA », a déclaré le Dr Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA. « La science étonnante qui sera partagée avec la communauté mondiale sera audacieuse et profonde. »

Le grand miroir de Webb, sa sensibilité dans l'infrarouge proche à moyen et ses capacités d'imagerie et de spectroscopie haute résolution révéleront des parties de l'univers qui ont été cachées jusqu'à présent. Les programmes General Observer sélectionnés dans ce cycle cherchent à trouver les premières galaxies, à explorer la formation des étoiles et à mesurer les propriétés physiques et chimiques des systèmes planétaires, y compris notre propre système solaire.

"Nous ouvrons le coffre au trésor infrarouge, et les surprises sont garanties", a déclaré le Dr John C. Mather, scientifique principal du projet pour la mission Webb et astrophysicien principal au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Comment l'univers a-t-il fait des galaxies, des étoiles, des trous noirs et des planètes, et notre propre petite Terre très spéciale ? Je ne sais pas encore, mais nous nous rapprochons chaque jour.

Le temps d'observateur général avec Webb est extrêmement compétitif. Par conséquent, le processus de sélection des propositions mené par le Comité d'attribution des télescopes est à la fois rigoureux et méticuleux. Le comité était composé de près de 200 membres de la communauté astronomique mondiale qui ont été affectés à 19 groupes différents couvrant de vastes sujets scientifiques. Les panels se sont réunis virtuellement, en raison des circonstances actuelles de la pandémie de COVID-19, pendant plusieurs semaines. Les membres ont également passé d'innombrables heures en dehors des réunions formelles pour évaluer les propositions.

À l'aide d'un double examen anonyme, où les identités du chercheur et de l'équipe proposantes étaient cachées, le mérite scientifique de chaque proposition a été évalué et classé. La liste finale et classée des propositions sélectionnées a été présentée au directeur du Space Telescope Science Institute, le Dr Kenneth Sembach, pour examen et approbation.

« Le premier cycle d'observation avec un nouvel observatoire est toujours spécial, surtout un aussi puissant et très attendu que Webb. Nous avons eu quelques semaines incroyablement intéressantes d'examens de propositions intenses au cours desquels les examinateurs ont fait un excellent travail de tri et de classement de tous les cas scientifiques possibles proposés. Je les félicite pour leur travail acharné, en particulier dans des conditions de pandémie », a déclaré Sembach. « Je suis très heureux de pouvoir approuver un programme scientifique aussi solide pour l'observatoire. Ces observations vont fournir une vue imprenable sur l'univers et nous conduire dans de nouvelles directions d'enquête qui ouvriront la voie à des décennies de recherche. »

Plus de 1 000 propositions ont été soumises avant la date limite du 24 novembre 2020. Des scientifiques originaires de 44 pays ont demandé une partie des 6 000 heures d'observation disponibles au cours de la première année de Webb, ce qui représente environ les deux tiers de tout le temps d'observation du cycle 1.

« Nous célébrons le partenariat très fructueux entre l'Agence spatiale européenne et nos collègues de la NASA et de l'Agence spatiale canadienne », a déclaré le professeur Günther Hasinger, directeur scientifique de l'Agence spatiale européenne. "Nous attendons avec impatience les belles images et spectres et les découvertes étonnantes que Webb fera au cours de cette première année d'observations."

« L'Agence spatiale canadienne est fière de se joindre à la NASA et à l'ESA dans cette fantastique exploration de l'Univers et de retour dans le temps cosmique. Nous avons tous vraiment hâte de voir ce télescope spatial de nouvelle génération en action », a déclaré Sarah Gallagher, conseillère scientifique auprès du président de l'Agence spatiale canadienne. « L'excitation monte à mesure que nous nous rapprochons du lancement de Webb. Ces nouvelles cibles pour la première science de Webb sont des observations très attendues qui promettent d'élargir notre vision de l'Univers et notre place dans celui-ci. Félicitations au groupe d'astronomes exceptionnels pour leurs succès dans ce processus de sélection rigoureux. »

Les programmes d'observateurs généraux se dérouleront parallèlement aux programmes de Director's Discretionary-Early Release Science (ERS) et d'observation à temps garanti (GTO). Toutes ces observations commencent après la période de mise en service du télescope, qui dure au moins six mois.

Le Space Telescope Science Institute (STScI) de Baltimore mènera les opérations scientifiques de Webb et abritera le centre des opérations de mission de Webb, qui commande et contrôle le télescope. STScI est exploité pour la NASA par l'Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., à Washington.

Le télescope spatial James Webb sera le premier observatoire mondial des sciences spatiales lors de son lancement en 2021. Webb résoudra les mystères de notre système solaire, regardera au-delà des mondes lointains autour d'autres étoiles et sondera les structures et les origines mystérieuses de notre univers et de notre place dedans. Webb est un programme international mené par la NASA avec ses partenaires, l'ESA (Agence spatiale européenne) et l'Agence spatiale canadienne.

Hannah & 32 Braun
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland

Christine & Pulliam
Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland


Taille du pare-soleil

Le pare-soleil de Webb mesure environ 22 mètres sur 12 mètres (69,5 pi x 46,5 pi). C'est environ la moitié de la taille d'un 737. Le pare-soleil a à peu près la taille d'un court de tennis.

Orbite

La Terre est à 150 millions de km du Soleil et la Lune orbite autour de la Terre à une distance d'environ 384 500 km. Le télescope spatial Hubble orbite autour de la Terre à une altitude de

570 km au-dessus. Webb ne sera pas en réalité en orbite autour de la Terre - au lieu de cela, il se situera au point de Lagrange Terre-Soleil L2, à 1,5 million de km !

Webb orbitera autour du soleil à 1,5 million de kilomètres (1 million de miles) de la Terre à ce qu'on appelle le deuxième point de Lagrange ou L2. (Notez que ces graphiques ne sont pas à l'échelle.)

Parce que Hubble est en orbite terrestre, il a pu être lancé dans l'espace par la navette spatiale. Webb sera lancé sur une fusée Ariane 5 et comme elle ne sera pas en orbite terrestre, elle n'est pas conçue pour être desservie par la navette spatiale.

Pointe de Lagrange.

Au point L2, le bouclier solaire de Webb bloquera la lumière du Soleil, de la Terre et de la Lune. Cela aidera Webb à rester au frais, ce qui est très important pour un télescope infrarouge.

Lorsque la Terre orbite autour du Soleil, Webb orbitera avec elle - mais restera fixe au même endroit par rapport à la Terre et au Soleil, comme le montre le diagramme de gauche. En fait, les satellites orbitent autour du point L2, comme vous pouvez le voir sur le schéma - ils ne restent pas complètement immobiles à un endroit fixe.

Jusqu'où Webb verra-t-il ?

Revoir dans le cosmos Crédit : NASA et et Ann Feild [STScI]

En raison du temps que met la lumière pour voyager, plus un objet est éloigné, plus nous reculons dans le temps.

Cette illustration compare différents télescopes et à quelle distance ils sont capables de voir. Essentiellement, Hubble peut voir l'équivalent des "galaxies pour tout-petits" et le télescope Webb pourra voir des "galaxies pour bébés". L'une des raisons pour lesquelles Webb pourra voir les premières galaxies est qu'il s'agit d'un télescope infrarouge. L'univers (et donc les galaxies qu'il contient) est en expansion. Quand on parle des objets les plus éloignés, la Relativité Générale d'Einstein entre en jeu. Il nous dit que l'expansion de l'univers signifie que c'est l'espace entre les objets qui s'étend réellement, provoquant l'éloignement des objets (galaxies) les uns des autres. De plus, toute lumière dans cet espace s'étirera également, déplaçant la longueur d'onde de cette lumière vers des longueurs d'onde plus longues. Cela peut rendre les objets distants très sombres (ou invisibles) aux longueurs d'onde visibles de la lumière, car cette lumière nous atteint sous forme de lumière infrarouge. Les télescopes infrarouges, comme Webb, sont idéaux pour observer ces premières galaxies.

Et Herschel ?

Image infrarouge de la galaxie d'Andromède (M31) prise par Herschel (orange) avec une image radiographique de XMM-Newton superposée (bleu).Crédit image : ESA / Herschel / SPIRE / PACS / HELGA ESA / XMM / EPIC / OM

L'observatoire spatial Herschel était un télescope infrarouge construit par l'Agence spatiale européenne - il tournait également autour du point L2 (où Webb sera).

La principale différence entre Webb et Herschel est la gamme de longueurs d'onde : Webb va de 0,6 à 28,5 microns Herschel est passé de 60 à 500 microns. Webb est également plus grand, avec un miroir d'environ 6,5 mètres contre 3,5 mètres pour Herschel.

Les gammes de longueurs d'onde ont été choisies par différentes sciences : Herschel a recherché les extrêmes, les galaxies les plus actives à former des étoiles, qui émettent la plus grande partie de leur énergie dans l'IR lointain. Webb trouvera les premières galaxies à se former dans l'univers primitif, pour lequel il a besoin d'une sensibilité extrême dans le proche IR.

À droite, une image infrarouge de la galaxie d'Andromède (M31) prise par Herschel (orange) avec une image aux rayons X de XMM-Newton superposée (bleu).


Instruments scientifiques du télescope spatial James Webb :

  • Spectrographe proche infrarouge (NIRSpec) pouvant observer 100 objets simultanément
  • Caméra proche infrarouge (NIRCam)
  • Caméra et spectrographe infrarouge moyen (MIRI) combinés avec un refroidisseur cryogénique pour maintenir sa température à -266˚C
  • Système de guidage fin et imageur à grand champ (FGS/NIRISS) qui comprend un mode pour la spectroscopie des exoplanètes

Des projets de dômes sont déjà prévus pour JWST. L'une des tâches consistera à observer les atmosphères d'exoplanètes rocheuses potentiellement habitables dans le système à sept planètes de TRAPPIST-1, à 39 années-lumière de la Terre.

Ce système a été découvert par le télescope spatial Spitzer, qui a été retiré en janvier 2020.

Comme James Webb, il s'est spécialisé dans la gamme infrarouge, mais JWST sera 1 000 fois plus puissant que Hubble.

Nommé d'après l'administrateur de la NASA qui a supervisé le démarrage du programme Apollo, JWST est en gestation depuis près d'un quart de siècle.

Les scientifiques espèrent qu'il restera dans les délais pour sa date de lancement actuelle.


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Le télescope, nommé en l'honneur de l'administrateur de la NASA qui a dirigé l'agence tout au long du développement du programme Apollo, est presque trois fois plus grand que le tant vanté Hubble et sept fois plus puissant dans sa capacité à discerner les étoiles et les galaxies faibles à la limite du temps.

Pour les emmener dans l'espace à bord de la fusée Ariane 5 fournie par l'Agence spatiale européenne, le bouclier et le miroir du télescope auront été repliés, puis devront se déployer à 1 million de kilomètres dans l'espace en une série de quelque 180 manœuvres le premier mois après lancement. Les étapes de ce déploiement ont été pratiquées à maintes reprises au cours des dernières années.

Une répétition précoce a déchiré le pare-soleil, provoquant un nouveau retard dans le projet.

Les ingénieurs pensent qu'ils l'ont en ce moment, mais ils se réfèrent à la période imminente de déploiement et de test de l'espace extra-atmosphérique comme de six mois de terreur. Et il y a encore quelques déchirures d'un demi-pouce dans le Kapton qui doivent être réparées, a déclaré Smith.

La mission du télescope Webb est d'explorer un domaine de l'histoire cosmique qui était inaccessible à Hubble. Environ 150 millions à 1 milliard d'années après le début des temps, les premières étoiles et galaxies sont nées et ont commencé à se frayer un chemin hors d'un sombre brouillard d'hydrogène gazeux qui a régné à la fin du Big Bang. On ne sait pas exactement comment cela s'est produit.

La mission nécessite que le Webb soit réglé sur un type de lumière différent de celui que nos yeux ou le Hubble peuvent voir. Parce que l'expansion du cosmos éloigne si rapidement ces premières étoiles et galaxies de nous, leur lumière est décalée vers le rouge vers des longueurs d'onde plus longues, tout comme la sirène d'une ambulance passe à un registre inférieur après sa vitesse.

Ainsi, la lumière bleue d'une galaxie naissante à l'époque, éclatante de nouvelles étoiles brillantes, a été étendue à des longueurs d'onde infrarouges invisibles - un rayonnement thermique - au moment où elle nous atteint 13 milliards d'années plus tard.

En conséquence, le télescope Webb produira des cartes postales cosmiques dans des couleurs qu'aucun œil ne peut voir. Mais pour détecter ces faibles émanations de chaleur, le télescope doit être très froid - moins de 45 degrés Fahrenheit au-dessus du zéro absolu - afin que sa propre chaleur n'efface pas la chaleur de l'espace. D'où la nécessité du pare-soleil, qui maintiendra le télescope dans une ombre glaciale permanente.

Il s'avère que les émissions infrarouges sont également idéales pour étudier les exoplanètes, des mondes qui appartiennent à d'autres étoiles. Cette approche a été encouragée en 1996 dans un rapport crucial, « HST and Beyond, Exploration and the Search for Origins: A Vision for Ultraviolet-Optical-Infrared Space Astronomy », d'un comité dirigé par Alan Dressler des Carnegie Observatories.

Leur vision était prémonitoire. À l'époque, trois exoplanètes étaient connues. Au cours des décennies qui ont suivi, alors que le télescope Webb se frayait un chemin à travers un développement douloureux, la recherche sur les exoplanètes a fleuri. La mission Kepler de la NASA a trouvé des milliers d'exoplanètes, ce qui implique qu'il y en a des centaines de millions dans la galaxie à observer par les astronomes et le Webb.

En effet, l'un des premiers résultats les plus attendus du Webb concernera les planètes du système Trappist-1, à seulement 40 années-lumière. Il contient sept planètes, dont trois sont des roches de la taille de la Terre dans la zone dite habitable, où l'eau pourrait exister. Entre autres choses, le télescope Webb sera capable de renifler les atmosphères de ces planètes en voyant comment elles interagissent avec la lumière de leurs étoiles respectives - une première étape pour déterminer si les planètes potentiellement habitables sont vraiment habitables ou même peut-être habitées.

Le dégrisement de l'astronomie

Cette recherche de la vie est au centre d'un nouveau film documentaire sur le télescope Webb, "The Hunt for Planet B", qui a été réalisé par Nathaniel Kahn et sera présenté en première au South by Southwest Festival en mars. Le film, quelque peu à la surprise de Kahn, documente également une révolution sociologique en astronomie, à savoir que de nombreux leaders dans le domaine des exoplanètes sont des femmes.

La facturation des longs métrages revient à des chercheurs comme Jill Tarter de l'Institut SETI, une pionnière dans la recherche de civilisations extraterrestres Natalie Batalha de l'Université de Californie à Santa Cruz, une dirigeante de la mission Kepler qui planifie maintenant des observations Webb Margaret Turnbull, une experte en planètes habitables à l'Université du Wisconsin et ancienne candidate au poste de gouverneur de cet État, que Kahn a interviewée alors qu'elle s'occupait de ses ruches d'arrière-cour et Amy Lo, une ingénieure de Northrop qui travaille sur des voitures de course lorsqu'elle ne travaille pas à l'ajustement de toutes les pièces Webb ensemble.

"Peu importe ce que je pense", a déclaré Tarter lorsque Kahn l'a interrogé sur la vie dans l'univers. Les experts et les prêtres ont été retirés de l'équation : "Nous ne faisons pas de religion ici, nous faisons de la science."

Kahn a été nominé aux Oscars pour ses films "My Architect", sur son père, l'architecte Louis Kahn, et "Two Hands: The Leon Fleisher Story", sur un pianiste qui a perdu l'usage d'une main à cause d'une maladie neurologique. Kahn est un astronome amateur de longue date. Il avait décidé de faire un film sur la construction du télescope, mais l'une des joies du cinéma, a-t-il déclaré dans une interview, est que « vous commencez par faire une chose, Webb, et cela évolue naturellement vers une histoire plus profonde. Et c'est vraiment l'émergence de femmes à la pointe de l'astronomie.

Sara Seager, une experte planétaire au Massachusetts Institute of Technology, dont l'histoire aide à cadrer le récit du film, a déclaré que l'émergence était parfaitement logique. "Quand les exoplanètes étaient un tout nouveau domaine, le domaine par définition ne pouvait pas être dominé par de vieux hommes blancs", a-t-elle déclaré au New York Times dans une interview. "En fait, les scientifiques plus âgés étaient réticents à se lancer dans un domaine tout nouveau et apparemment risqué, il y avait donc peu ou pas de personnes pour infliger leurs préjugés à la communauté."

Seager s'est rappelé avoir été choquée lorsqu'elle a commencé à assister à des conférences de cosmologie que presque tous les orateurs étaient des hommes aux cheveux blancs ou gris. "Simplement, en cosmologie, il n'y avait pas de niches pour de nouveaux types de personnes à rejoindre", a-t-elle déclaré. "Dans la sous-conférence sur les exoplanètes, personne n'avait plus de 40 ans et la plupart avaient moins de 30 ans."

Batalha a déclaré que le domaine des exoplanètes était à l'origine dirigé par des hommes comme Michel Mayor et Didier Queloz de l'Observatoire de Genève, qui ont partagé le prix Nobel en 2019 pour la découverte de la première exoplanète, et William Borucki du Centre de recherche Ames de la NASA, qui a conçu et dirigé le Kepler mission. Mais les femmes avaient prospéré et avancé.

"Si vous parlez aux femmes seniors en science des exoplanètes, vous constaterez que toutes nos histoires sont différentes", a déclaré Batalha. « Nous avons survécu pour différentes raisons. Et nous sommes restés pour différentes raisons. Et maintenant que nous sommes ici, peut-être que d'autres jeunes femmes peuvent plus facilement s'imaginer suivre le même chemin.

En avant vers le passé

Jusqu'à présent, 4 332 astronomes de 44 pays, 45 États américains, le district de Columbia et les îles Vierges ont soumis des propositions pour la première série d'observations Webb, selon les chiffres fournis par Christine Chen du Space Telescope Science Institute lors du Webb show-and -raconter. Environ 31,5% des chercheurs sont des femmes, ce qui correspond à peu près aux statistiques récentes selon lesquelles un tiers des doctorats en astronomie sont décernés à des femmes.

"Nous avons naturellement intégré la diversité", a déclaré Smith, le chef de projet, à propos du programme Webb lors de la récente émission Zoom.

Il a ajouté : « En tant que scientifiques, nous savons également que l'univers se révèle rarement à travers des données conformes à nos modèles ou à nos théories, que ce sont plutôt ces données qui dépassent nos attentes qui nous rapprochent d'une vérité universelle. Et donc, tout comme nous savons que nous devons chercher à comprendre nos données qui sont différentes de nos idées préconçues, pour mieux comprendre le cosmos, nous devons chercher des points de vue différents lorsque nous concevons et construisons des missions.

Le lancement de Webb à l'automne fera partie des grands événements de la science spatiale cette année, avec la prochaine invasion robotique de Mars, qui devrait avoir lieu cet hiver lorsque la dernière flotte de robots y atterrira.

Il n'est pas fou de penser que si ce rythme se poursuit, nous pourrions bien apprendre au cours du prochain demi-siècle que la vie existe sous une forme ou une autre dans le cosmos voisin, qu'elle se cache sous la glace d'une lune planétaire géante, sous un rocher sur Mars ou étouffante. dans un marais extraterrestre extraterrestre. Tout indice serait un pas de géant vers la compréhension du pourquoi et du comment de nos propres origines.

Comme Dressler et ses co-auteurs l'ont écrit dans leur rapport de 1996, « Un triomphe remarquable de l'astronomie du 20e siècle est la démonstration que cette notion est vraie : que notre origine, et peut-être notre destin, se trouve parmi les étoiles. Faisant allusion à la popularité de la science-fiction dans les films, la télévision et les livres, ils ont écrit que «de plus en plus, de grands thèmes de l'existence humaine sont projetés dans l'espace».

"Nos voyages physiques dans le cosmos sont peut-être des générations à venir", ont-ils conclu, "mais nos esprits vivent déjà à l'ère spatiale".


Questions générales sur Webb

Qu'est-ce que le télescope spatial James Webb ?

Le télescope spatial James Webb, également appelé Webb ou JWST, est un grand observatoire spatial, optimisé pour les longueurs d'onde infrarouges, qui complétera et étendra les découvertes du télescope spatial Hubble. Il aura une couverture de longueur d'onde plus longue et une sensibilité considérablement améliorée. Les longueurs d'onde plus longues permettent à Webb de remonter plus loin dans le temps pour trouver les premières galaxies qui se sont formées dans l'Univers primitif et de regarder à l'intérieur des nuages ​​​​de poussière où les étoiles et les systèmes planétaires se forment aujourd'hui.

Comment s'appelait le Webb avant qu'il ne porte le nom de James Webb ?

Le télescope spatial James Webb s'appelait à l'origine le "télescope spatial de nouvelle génération" ou NGST. Il s'appelait "Next Generation" parce que Webb s'appuiera sur et poursuivra l'exploration scientifique commencée par le télescope spatial Hubble. Les découvertes de Hubble et d'autres télescopes ont provoqué une révolution dans l'astronomie et ont soulevé de nouvelles questions qui nécessitent un télescope nouveau, différent et plus puissant. Webb est également un télescope de "nouvelle génération" au sens de l'ingénierie, introduisant de nouvelles technologies telles que le miroir primaire léger et déployable qui ouvrira la voie à de futures missions. Le 10 septembre 2002, le télescope spatial de nouvelle génération a été nommé en l'honneur de James E. Webb, le deuxième administrateur de la NASA.

Qui était James E. Webb ?

Cet observatoire spatial porte le nom de James E. Webb (1906-1992), le deuxième administrateur de la NASA. Webb est surtout connu pour avoir dirigé Apollo, une série de programmes d'exploration lunaire qui ont fait atterrir les premiers humains sur la Lune. Cependant, il a également lancé un vigoureux programme de sciences spatiales qui a été responsable de plus de 75 lancements au cours de son mandat, y compris les premiers explorateurs interplanétaires américains. Pour plus d'informations, veuillez visiter cette page sur notre site Web. La biographie officielle de la NASA de James E. Webb peut être trouvée ici.

En quoi Webb sera-t-il meilleur que le télescope spatial Hubble ?

Webb est conçu pour regarder plus profondément dans l'espace pour voir les premières étoiles et galaxies qui se sont formées dans l'Univers et pour regarder profondément dans les nuages ​​​​de poussière à proximité pour étudier la formation des étoiles et des planètes. Pour ce faire, Webb disposera d'un miroir primaire beaucoup plus grand que Hubble (2,7 fois plus grand en diamètre, soit environ 6 fois plus grand en surface), ce qui lui donnera plus de puissance de collecte de lumière. Il disposera également d'instruments infrarouges avec une couverture de longueur d'onde plus longue et une sensibilité considérablement améliorée que Hubble. Enfin, Webb fonctionnera beaucoup plus loin de la Terre, maintenant sa température de fonctionnement extrêmement froide, son pointage stable et son efficacité d'observation plus élevée qu'avec Hubble en orbite autour de la Terre. Voici une fonctionnalité qui contraste Webb avec Hubble.

Quand Webb sera-t-il lancé ?

Webb devrait être lancé en 2021.

Que sont les fenêtres de lancement Webb ?

Les fenêtres de lancement de Webb font référence à la période quotidienne pendant laquelle Webb peut être lancé pour atteindre son orbite L2 prévue. Dans l'espace, l'observatoire Webb ne résidera pas précisément au point L2, mais tournera lentement autour de lui deux fois par an dans une boucle encore plus grande que l'orbite de la Lune autour de la Terre. La géométrie de cette rotation varie en fonction de l'heure de lancement et de la saison de l'année (en raison de l'inclinaison de l'axe de la Terre). Les principales contraintes sur les fenêtres de lancement incluent :

  • Veiller à ce que l'angle entre le Soleil et l'observatoire Webb lors de son vol vers L2 ne provoque pas de surchauffe des parties sensibles de l'observatoire
  • Éviter l'approche rapprochée de la Lune pendant le vol vers L2, pour éviter les complications liées à la correction de la gravité de la Lune
  • Éviter les éclipses de Terre et de Lune du Soleil pour le vol vers L2 et pendant toute la mission de 10 ans, afin que le panneau solaire de Webb produise toujours de l'électricité pour maintenir tous les systèmes alimentés
  • Éviter les orbites L2 avec des rotations ou des distances trop importantes par rapport au Soleil (ce qui ferait un angle excessif entre le Soleil, la Terre, la Lune et Webb), afin que le télescope ne soit jamais éclairé par la lueur terrestre ou le clair de lune, et que la communication avec la Terre est toujours à un angle efficace

Ces contraintes signifient qu'il y a environ 210 jours par an répartis tout au long de l'année où Webb a des fenêtres de lancement. La durée des fenêtres varie, certaines pouvant durer jusqu'à 90 minutes, et elles se déroulent généralement entre 11h15 et 14h00 en temps universel coordonné (UTC), qui correspond au milieu ou à la fin de l'heure locale sur le site de lancement.

Comment Webb sera-t-il lancé ?

Webb sera lancé sur une fusée Ariane 5 ECA. Le lanceur fait partie de la contribution européenne à la mission. Des informations supplémentaires peuvent être obtenues ici.

Pourquoi Ariane 5 a-t-elle été choisie pour lancer Webb ? Pourquoi ne pas passer à Space X ?

Nous avons choisi Ariane au début des années 2000 pour une combinaison de fiabilité (c'était le seul lanceur répondant aux exigences de la NASA pour lancer une mission comme Webb) et pour la valeur qu'elle apporte via notre partenariat international.

Par « valeur », nous entendons que l'Agence spatiale européenne nous fournit un véhicule de lancement et des services associés sans échange de fonds. En échange, la NASA garantit aux scientifiques européens une fraction du temps d'observation sur Webb (environ 15 %). Étant donné que les réalités architecturales de Webb et les restrictions technologiques internationales (ainsi que les capacités industrielles et les intérêts technologiques stratégiques) signifiaient que nous ne pouvions pas avoir de bus spatial, de pare-soleil ou de pièces de télescope en provenance d'Europe, nous avons plutôt demandé le lanceur, les services de lancement et les instruments scientifiques.

Une autre raison de ne pas changer de lanceur à mi-parcours d'un projet est que chaque véhicule a ses propres caractéristiques environnementales. Les fusées sont toutes similaires dans une certaine mesure, mais elles présentent des différences significatives dans leurs principaux modes vibro-acoustiques. Concevoir quelque chose pour englober toutes les spécifications environnementales est assez difficile, ajoute des coûts et de la masse et réduit les capacités. Connaître tôt votre lanceur vous aide à le concevoir. Aussi, les programmes de lancement (profils de remontée) sont non seulement spécifiques au véhicule mais sont même quasi spécifiques au jour de l'année et à l'heure de la journée. Cela signifie que vous devez connaître non seulement votre véhicule de lancement, mais également votre emplacement de lancement.

Des accords avec Ariane ont été conclus pour assurer l'utilisation d'Ariane 5 pour notre lancement en 2021.

Pourquoi devons-nous aller dans l'espace ? Ne pouvons-nous pas obtenir ces données avec de grands télescopes au sol, en utilisant l'optique adaptative ?

L'atmosphère terrestre est presque opaque et brille à la plupart des longueurs d'onde infrarouges que Webb observera, un télescope froid dans l'espace est donc nécessaire. Pour les longueurs d'onde transmises au sol, l'atmosphère terrestre brouille les images et fait scintiller les étoiles. Actuellement, les systèmes d'optique adaptative ne peuvent corriger ce flou que sur de petits champs de vision à proximité d'étoiles brillantes fonctionnant comme des balises de référence, permettant d'accéder à seulement une petite fraction du ciel. Les balises lumineuses artificielles créées avec des lasers puissants peuvent offrir un meilleur accès au ciel, mais la technologie pour fournir un large champ de vision est encore loin dans le futur. Trouver les premières galaxies nécessitera des niveaux de lumière de premier plan très faibles, des images ultra-nettes sur de vastes zones et des études à de nombreuses longueurs d'onde infrarouges, une combinaison de conditions d'observation uniquement disponibles depuis l'espace.

Combien de temps durera la mission Webb ?

Webb est conçu pour avoir une durée de vie de mission d'au moins 5 ans et demi après le lancement, dans le but d'avoir une durée de vie supérieure à 10 ans. La durée de vie est finalement limitée par la quantité de carburant utilisée pour maintenir l'orbite, et par le bon fonctionnement en orbite de l'engin spatial et des instruments. Webb transportera du carburant pour une durée de vie de 10 ans (avec marge), le projet effectuera des tests d'assurance de mission du système de vol pour garantir 5 ans d'opérations scientifiques à partir de la fin de la période de mise en service 6 mois après le lancement.

Pourquoi Webb n'est-il pas utilisable comme Hubble ?

Hubble est en orbite terrestre basse, situé à environ 375 miles (600 km) de la Terre, et est donc facilement accessible pour l'entretien.Webb sera exploité au deuxième point Soleil-Terre de Lagrange, situé à environ 1 million de miles (1,5 million de km) de la Terre, et sera donc hors de portée de tout véhicule avec équipage actuellement prévu pour la prochaine décennie. Au début du projet Webb, des études ont été menées pour évaluer les avantages, la praticité et le coût de l'entretien de Webb soit par vol spatial habité, soit par des missions robotiques, soit par une combinaison telle que la récupération en orbite terrestre basse. Ces études ont conclu que les avantages potentiels de l'entretien ne compensent pas les augmentations de la complexité, de la masse et du coût de la mission qui seraient nécessaires pour rendre Webb utilisable ou pour mener la mission d'entretien elle-même.

Pourquoi ne pas assembler Webb en orbite ?

Divers scénarios ont été étudiés et l'assemblage en orbite a été jugé irréalisable.

Nous avons examiné la possibilité d'un assemblage en orbite pour Webb. La Station spatiale internationale n'a pas la capacité d'assembler des structures optiques de précision. De plus, les débris spatiaux qui se trouvent autour de la station spatiale pourraient avoir endommagé ou contaminé les optiques de Webb. Le déploiement de Webb se produit bien au-dessus de l'orbite terrestre basse et des débris qui s'y trouvent.

Enfin, si la station spatiale avait servi de point d'arrêt pour l'observatoire, il aurait fallu une seconde fusée pour le lancer vers sa destination finale au L2. L'observatoire devrait être conçu avec beaucoup plus de masse pour résister à ce « deuxième lancement », laissant moins de masse pour les miroirs et les instruments scientifiques.

En quoi les tests sont-ils différents pour les miroirs de Hubble et Webb ? Que nous a appris Hubble ?

Premièrement, sur Webb, nous avons utilisé des ensembles d'outils de mesure et de techniques de vérification complètement distincts de ceux que nous utilisions pour guider la fabrication. Cela évite une erreur de l'expérience Hubble où le même outil utilisé pour la fabrication a ensuite été utilisé pour la vérification.

En termes techniques, en particulier sur Hubble, Perkin-Elmer a utilisé le même correcteur nul réfléchissant pour guider la figuration et le polissage finals du miroir primaire qu'ils ont ensuite utilisé pour se porter garant de sa figure. Le correcteur nul réfléchissant a été mal configuré et de plus n'a pas été vérifié indépendamment pour une configuration correcte et le miroir s'est donc retrouvé avec le mauvais chiffre. Même ainsi, Perkin-Elmer a utilisé un outil séparé - un correcteur de réfraction nul - pour vérifier la distance focale du miroir primaire et il aurait pu servir de contrôle indépendant de la figure du miroir. En fait, le correcteur nul de réfraction a laissé entendre que quelque chose n'allait pas avec la figure du miroir, mais cela a été rationalisé en faveur des données du correcteur nul réfléchissant parce que le correcteur réfléchissant était plus précis et fournissait des informations complètes (bien que fausses), et le but du la vérification de la distance focale était une vérification de la distance focale et non une vérification de la figure.

Sur Webb, toutes les figures de miroir ont été vérifiées individuellement au niveau du miroir, et les figures ont été vérifiées à nouveau après l'assemblage du télescope.

Deuxièmement, sur Webb, nous avons effectué avec succès un test optique de bout en bout sur l'ensemble du télescope, ce qui n'a pas été fait sur Hubble. Une vérification de bout en bout du télescope Hubble assemblé aurait dû et aurait probablement révélé le défaut de la figure dans son miroir primaire.

En termes plus techniques, le test de bout en bout sur le télescope de Webb impliquait de faire passer la lumière à travers l'ensemble du télescope assemblé en utilisant des sources de lumière ponctuelles de test à partir de fibres optiques placées avec précision et en utilisant des miroirs réfléchissants (trois miroirs de test plats à collimation automatique). Cet alignement revérifié de toutes les optiques du télescope assemblé et démontré que les segments de miroir primaire individuels peuvent être alignés les uns avec les autres, et revérifié les figures des miroirs.

En résumé, nous avons utilisé plusieurs tests indépendants et recoupements avec des critères de réussite prédéfinis qui comprenaient des tests de bout en bout, ainsi qu'un examen complet et rigoureux d'experts indépendants externes comme contrôle supplémentaire.

Lee Feinberg et Paul Geithner ont écrit un article (présenté en 2008) sur les leçons apprises de Hubble. (Remarque : vous aurez besoin d'un compte SPIE pour le télécharger.)
Leçons tirées de Hubble.

Les gyroscopes sont utilisés en combinaison avec des ensembles de poursuite d'étoiles (STA) pour estimer l'orientation de l'observatoire. Dans la conception de contrôle d'attitude Webb, cette estimation est utilisée pour faire pivoter l'observatoire d'une cible à l'autre et maintenir le pointage sur une cible avant les opérations de guidage fin et scientifiques. En règle générale, au moins trois gyroscopes orientés dans trois directions différentes sont nécessaires pour déterminer l'orientation de l'observatoire (bien que des procédures opérationnelles innovantes aient permis à Hubble de se débrouiller avec seulement deux gyroscopes fonctionnels et d'autres capteurs avant sa dernière mission d'entretien). Comme Hubble et de nombreux autres engins spatiaux, Webb commence sa vie avec un ensemble redondant de gyroscopes fonctionnels, de sorte que plusieurs pannes de gyroscopes peuvent être prises en charge sans perte de capacité scientifique, mais contrairement à Hubble, Webb utilise un type de gyroscope très différent.

Hubble utilise des gyroscopes mécaniques traditionnels, qui mesurent l'inertie d'un petit volant en rotation pour détecter le mouvement angulaire. Les volants d'inertie mécaniques nécessitent des pièces mobiles dans un milieu fluide, et sont donc sujets à l'usure dans le temps. Webb utilise "Hemispherical Resonator Gyros" ou HRG. Parfois appelés « gyroscopes en verre à vin », les HRG mesurent la vibration de flexion d'un cristal à tige en forme de bol pour détecter le mouvement angulaire. Les HRG fonctionnent sous vide et n'ont pas de pièces rotatives ou frottantes, de sorte qu'ils ne subissent pratiquement aucune usure. Webb abrite deux HRG, chacun contient en interne deux processeurs et cartes d'alimentation (2 pour 1 redondance) croisés à 4 gyroscopes (4 pour 3 redondance). Dans l'architecture actuelle, un HRG est en train de recevoir des commandes et de fournir la télémétrie, tandis que l'autre HRG est en mode de sauvegarde.

Les HRG de Webb et l'instrument Fine Guidance Sensor (FGS) fonctionnent avec l'optique finale du télescope, appelée miroir de direction fine (FSM), pour stabiliser le faisceau de lumière provenant du télescope et entrant dans les instruments scientifiques. Le FSM peut basculer et s'incliner très rapidement pour compenser les petits mouvements ou "gigue" du faisceau lumineux, évitant ainsi d'avoir à pointer l'ensemble de l'observatoire de manière extrêmement précise sur une cible. Le HRG, de concert avec les STA et les roues de réaction, aide à stabiliser le roulis autour de l'axe optique.

Pour tourner et pointer vers différents objets dans l'espace, Webb utilise six roues de réaction pour faire tourner l'observatoire. Les roues de réaction sont essentiellement des volants d'inertie, qui stockent le moment angulaire. L'effet du moment angulaire est familier dans la pratique du vélo. Il est beaucoup plus facile de rester debout sur le vélo lorsqu'il est en mouvement que lorsqu'il est immobile, et le vélo aura tendance à aller tout droit en mode « sans les mains » grâce au moment angulaire des roues qui patinent. Ralentir ou accélérer une ou plusieurs roues de réaction de Webb modifie le moment angulaire total de l'ensemble de l'observatoire et, par conséquent, l'observatoire tourne pour conserver le moment angulaire. Hubble utilise également des roues de réaction pour se tourner vers différents objets.

Les roues de réaction fonctionnent en combinaison avec trois suiveurs d'étoiles et six gyroscopes qui fournissent des informations sur l'orientation de l'observatoire et la vitesse à laquelle il tourne. Cela permet un pointage grossier suffisant pour maintenir le panneau solaire pointé vers le Soleil et l'antenne à gain élevé pointée vers la Terre. Pour prendre des images et des spectres de cibles astronomiques (c'est-à-dire galaxie, étoile, planète, etc.), un pointage plus fin est nécessaire. Des informations supplémentaires pour un pointage plus fin du capteur de guidage fin dans le module d'instruments scientifiques intégré (ISIM) de Webb sont utilisées pour déplacer le miroir de guidage fin (FSM) du télescope afin de stabiliser le faisceau de lumière provenant du télescope et entrant dans les instruments scientifiques. Les roues de réaction, les suiveurs d'étoiles, les gyroscopes, le capteur de guidage fin et le miroir de direction fin de Webb fonctionnent ensemble dans le système de contrôle d'attitude (ACS) de l'observatoire pour pointer et regarder avec précision les cibles afin que les instruments scientifiques puissent les voir et les voir clairement. Le système fonctionne de la même manière que votre corps utilise plusieurs méthodes de précision différente - vos oreilles et vos yeux internes, votre système nerveux et vos muscles - pour attraper une balle de baseball dans le champ extérieur.

Quelle sera la taille de Webb ?

La taille la plus importante d'un télescope est le diamètre du miroir primaire, qui est d'environ 6,5 mètres (21,3 pieds) pour Webb. C'est environ 2,75 fois plus grand en diamètre que Hubble, ou environ 6 fois plus grand en superficie. Le Webb aura une masse d'environ 6 500 kg, avec un poids de 14 300 livres sur Terre (en orbite, tout est en apesanteur), soit un peu plus de la moitié de la masse de Hubble. La plus grande structure de Webb sera son pare-soleil, qui doit pouvoir protéger le miroir primaire déployé et la tour qui contient le miroir secondaire. Le parasol a approximativement la taille d'un court de tennis.

Pourquoi le pare-soleil a-t-il cinq couches plutôt qu'une épaisse ?

Chaque couche successive du pare-soleil est plus froide que celle ci-dessous. La chaleur rayonne entre les couches et le vide entre les couches est un très bon isolant. Un grand pare-soleil épais conduirait la chaleur du bas vers le haut sur plus de 5 couches séparées par le vide.

Comment Webb communiquera-t-il avec les scientifiques de la Terre ?

Le Webb enverra des données scientifiques et techniques sur Terre à l'aide d'un émetteur radio haute fréquence. De grandes antennes radio faisant partie du réseau Deep Space de la NASA recevront les signaux et les transmettront au Webb Science and Operation Center du Space Telescope Science Institute à Baltimore, Maryland, États-Unis.


Les scientifiques observeront les premières galaxies avec le télescope James Webb

ORLANDO, Floride, 18 mai (UPI) -- Le télescope le plus puissant jamais construit, le télescope spatial James Webb, est complet pour observer d'autres planètes et les origines de l'univers pendant plus d'un an après son lancement prévu en octobre .

Environ 400 études qui pourraient révéler des secrets sur les plus anciennes galaxies, les planètes habitables et même l'aube de l'univers sont prévues, ont déclaré les scientifiques.

"C'est une bête totalement différente", a déclaré Nestor Espinoza, un astronome qui travaillera sur des projets de James Webb pour examiner des planètes en dehors de notre système. "Nous allons voir des choses auxquelles nous ne nous attendions pas, et c'est ce qui m'excite vraiment."

Le télescope Webb, nommé en l'honneur du deuxième administrateur de la NASA, James E. Webb, a des années de retard et dépasse le budget de plusieurs milliards de dollars, avec un coût approchant les 10 milliards de dollars.

La NASA vise à le lancer enfin le 31 octobre à bord d'une fusée européenne Ariane 5 fabriquée par la société française Arianespace à partir du Centre spatial guyanais européen en Guyane française, une région de la France en Amérique du Sud. Il s'agit de la contribution de l'Agence spatiale européenne au projet international, qui impliquait également l'Agence spatiale canadienne.

L'observatoire Webb sera beaucoup plus grand que son prédécesseur, le télescope spatial Hubble, qui a été lancé en 1990. Le miroir principal de Webb, ou surface de collecte de lumière, mesure 21 pieds de diamètre, contre 7,8 pieds pour Hubble.

Le bouclier solaire de Webb, qui gardera ses instruments infrarouges froids dans l'espace, a à peu près la taille d'un court de tennis. Le télescope orbitera autour du soleil, à près d'un million de kilomètres de la Terre.

Webb examinera des milliards d'années-lumière dans l'histoire de l'univers, selon la NASA. Ses instruments infrarouges plus puissants sont conçus pour voir plus clairement et quelques centaines de millions d'années-lumière plus loin que Hubble.

L'observation la plus éloignée de Hubble était la galaxie GN-z11, à environ 32 milliards d'années-lumière, mais l'image était faible.

Le nouveau télescope augmentera la science réalisée par Hubble, pas nécessairement la remplacera, a déclaré Espinoza. Il fait partie de l'équipe James Webb de l'organisation qui gère la science réalisée avec de tels instruments spatiaux, un consortium de scientifiques à but non lucratif basé à Baltimore qui conseille la NASA.

Espinoza servira de scientifique principal sur des projets dans lesquels le télescope Webb examinera deux planètes dans des systèmes planétaires éloignés. L'un d'eux, K2-141b, est environ 50 pour cent plus grand que la Terre, tandis que l'autre, WASP-63b, est une géante gazeuse similaire à Jupiter.

"Hubble ne peut pas effectuer les types d'observations dont nous avons besoin pour en savoir plus sur les atmosphères de ces planètes, ou d'autres détails, car il a été conçu avant que les premières planètes en dehors de notre système solaire ne soient détectées", a déclaré Espinoza.

La plupart des tâches proposées pour le télescope Webb ont été planifiées et approuvées dans les années 1990 alors que l'observatoire était en cours de développement initial, a déclaré Klaus Pontoppidan, astronome et scientifique du projet Webb à l'institut.

"Nous venons d'ajouter les projets finaux qui seront inclus au cours de la première année ou 13 mois", a déclaré Pontoppidan.

Regardez le parcours des miroirs #NASAWebb's, des segments individuels testés et inspectés à @NASA_Marshall aux vues du miroir entièrement assemblé à @NASAGoddard & @northropgrumman.

Les miroirs viennent de vivre leur dernier test sur Terre : https://t.co/jL3Wd6MKbt pic.twitter.com/hzwKyuvb53&mdash NASA Webb Telescope (@NASAWebb) 12 mai 2021

L'institut, qui sollicite chaque année des propositions pour Hubble, le fera également pour Webb, et chacun des télescopes spatiaux attire plus de 1 000 de ces idées chaque année, a-t-il déclaré.

Il faudra environ trois mois au télescope Webb pour s'allumer, étendre son miroir massif et commencer les observations. Après cela, les scientifiques basés dans des institutions du monde entier ont prévu plus de 10 000 heures d'observations avec lui.

Il faut en moyenne 25 heures pour observer une seule planète, mais des observations plus longues – telles que la détection des galaxies les plus anciennes et les plus éloignées – nécessiteront environ 200 à 300 heures, a déclaré Pontoppidan.

"Les premières galaxies de l'univers, ce sont des objets vraiment faibles, vous devez donc les regarder pendant longtemps", a-t-il déclaré.

Une autre grande question d'astronomie pour le télescope est de déterminer laquelle est arrivée en premier – les galaxies ou les trous noirs qui résident au cœur de la plupart des grandes galaxies, a déclaré Rogier Windhorst, astronome et professeur de physique à l'Arizona State University.

Alors qu'il attendait le lancement de Webb, Windhorst et ses collègues ont mené des simulations qui tentent d'imaginer ce que le télescope peut réaliser, mais ces simulations ne peuvent pas anticiper pleinement de telles découvertes, a-t-il déclaré.

"Ce sera comme Galilée regardant d'abord le ciel avec un télescope, vous savez, découvrant les lunes autour de Jupiter dans les anneaux de Saturne", a déclaré Windhorst. "Nos yeux vont être rouverts sur l'univers. Ainsi, nous allons voir des choses nouvelles et inattendues dont nous n'avons jamais rêvé."

Des milliers de personnes ont travaillé à la construction du télescope Webb dans les installations de l'entrepreneur de la NASA Northrop Grumman à Redondo Beach, en Californie, a déclaré Bill Ochs, chef de projet pour l'agence spatiale.

Ce nombre commence à diminuer, a-t-il déclaré, alors que la NASA vient de terminer le test final des dispositifs de dépliage des miroirs la semaine dernière. Le vaisseau spatial doit se plier pour le lancement car il est trop grand pour tenir dans le cône de nez d'une fusée existante.

"La communauté astronomique dans son ensemble a développé les objectifs de James Webb au fil des ans, en particulier l'objectif de comprendre les formations des premières galaxies et planètes", a déclaré Ochs.

"Regarder d'autres planètes semblables à la Terre est quelque chose qui s'est produit plus tard dans son développement, et je pense que la science sera passionnante, surtout si nous trouvons une atmosphère qui pourrait soutenir la vie."


Le miroir du télescope spatial James Webb déployé pour la dernière fois sur Terre

Le télescope spatial James Webb représente un bond en avant dans la technologie des télescopes spatiaux. Et maintenant, le miroir du télescope spatial James Webb (JWST), divisé en 18 segments hexagonaux, est emballé pour le lancement, lui permettant de s'adapter à la fusée d'appoint qui le transporte dans l'espace.

Alors que les ingénieurs préparent cet instrument pour sa mission historique, ils ont déployé son miroir primaire de 6,5 mètres (21 pieds) pour la dernière fois sur Terre. Les fils de support ont simulé la microgravité de l'espace, tenant le puissant miroir du télescope spatial James Webb pendant les tests.

« Le miroir primaire est une merveille technologique. Les miroirs légers, les revêtements, les actionneurs et les mécanismes, l'électronique et les couvertures thermiques, lorsqu'ils sont complètement déployés, forment un seul miroir précis qui est vraiment remarquable », a déclaré Lee Feinberg, responsable des éléments du télescope optique pour Webb au Goddard Space Flight Center de la NASA.

Rejoignez-nous sur Astronomy News avec The Cosmic Companion le 18 mai, lorsque nous discuterons avec Scott Lambros, responsable des systèmes d'instruments de la NASA pour le télescope spatial James Webb.

Miroir, Miroir, sur le Télescope…

Au cours de ce test vital, les ordinateurs à bord de Webb ont reçu des commandes de sa salle de contrôle de test à Redondo Beach, en Californie. Ces commandes, les mêmes que celles qui seront utilisées dans l'espace, ont dirigé le miroir du télescope spatial pour qu'il s'ouvre et se verrouille en place.

« Lorsque Webb sera dans l'espace, les commandes passeront de STScI à l'un des trois emplacements du réseau Deep Space : Goldstone, Californie, Madrid, Espagne ou Canberra, Australie. Des signaux seront ensuite envoyés à l'observatoire en orbite situé à près d'un million de kilomètres. De plus, le réseau de satellites de suivi et de relais de données de la NASA – le réseau spatial au Nouveau-Mexique, la station Malindi de l'Agence spatiale européenne au Kenya et le Centre d'opérations spatiales européen en Allemagne – contribuera à maintenir une ligne de communication constante ouverte avec Webb », expliquent les responsables de la NASA. .

Les segments dorés, avec toute l'isolation et le blindage qu'ils transporteront dans l'espace, se sont ouverts avec succès à leur taille maximale. Après le test, le miroir du télescope spatial James Webb a été replié et verrouillé, prêt pour le lancement.

Pliez la languette A dans la fente B…

L'un des aspects les plus importants d'un télescope est son diamètre, qui détermine la quantité de lumière qu'il peut recueillir en même temps. Avec un miroir primaire plus de trois fois plus large que celui à l'intérieur de Hubble, Webb pourra recueillir environ neuf fois plus de lumière que l'observatoire vieux de 30 ans.

Cependant, ce grand miroir rend le lancement d'un tel télescope extrêmement difficile. La solution trouvée à ce problème consiste à replier le miroir, comme l'origami, permettant à Webb de (à peine) s'adapter à l'intérieur de la fusée de cinq mètres (16,5 pieds) de la fusée Ariane-5 qui le soulèvera dans l'espace.

« Nous ne devons pas persuader les gens que nous pouvons simplement évoquer le soleil et la lune : tout au plus, nous pouvons livrer un télescope. » — Jean-Claude Juncker

L'ouverture du miroir nécessite 132 actionneurs et moteurs indépendants. Une fois le télescope en place, prêt pour les opérations, des actionneurs supplémentaires à l'arrière du miroir affineront les segments constituant le miroir du télescope spatial James Webb, les plaçant en fonctionnement précis pour les observations.




Le décollage de JWST, actuellement prévu pour Halloween, pourrait être repoussé en cas d'obstacles.

Contrairement au télescope spatial Hubble qui se trouve en orbite terrestre basse, le télescope spatial James Webb effectuera ses observations à un million de kilomètres de la Terre.Cela place Webb loin de la portée des missions d'entretien. Par conséquent, la NASA doit s'assurer que ce télescope spatial révolutionnaire fonctionne correctement avant son lancement.




Les tests à venir pour Webb incluent l'extension et la rétraction de la tour déployable de Webb - une structure en forme de tuyau en composite graphite-époxy qui isolera le miroir du côté plus chaud et ensoleillé de l'engin. Deux ensembles de radiateurs, qui aident à refroidir le télescope, doivent également subir des tests similaires.

Une fois placé avec succès dans sa maison dans l'espace, le télescope spatial James Webb répondra aux questions sur notre système solaire, les exoplanètes autour d'autres étoiles et scrutera profondément l'univers primitif.

James Maynard

James Maynard est le fondateur et éditeur de The Cosmic Companion. C'est un natif de la Nouvelle-Angleterre devenu rat du désert à Tucson, où il vit avec sa charmante épouse, Nicole, et Max le chat.

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3 août (s5/e5) :

Enseigner les sciences aux enfants avec Stephanie Ryan, auteur de “Let’s Learn Chemistry.”

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Appréciation

"Personne n'aime l'astronomie là-bas, et vous êtes au milieu de ça, alors continuez comme ça." Neil deGrasse Tyson

“Le salon est un excellent moyen de se tenir au courant des nouvelles découvertes en sciences spatiales. On entend directement les scientifiques dans un langage facile à comprendre.”- Dr Dimitra Atri, NYU Abu Dhabi

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Oui, le télescope spatial James Webb devrait vraiment être lancé en 2021

L'un des derniers tests qui seront effectués sur James Webb de la NASA est une dernière vérification du miroir. [+] séquence de déploiement dans son intégralité. Avec tous les tests de stress environnementaux désormais éliminés, ces derniers contrôles seront, espérons-le, de routine, ouvrant la voie à un lancement réussi en 2021.

Équipe NASA / Télescope spatial James Webb

Le télescope spatial James Webb de la NASA, initialement proposé dans les années 1990, devrait enfin être lancé plus tard cette année : fin octobre 2021. À bien des égards, c'est le télescope successeur de Hubble, capable de nous montrer l'Univers au-delà de nos limites actuelles. . Non seulement James Webb sera le plus grand télescope jamais envoyé dans l'espace, capable de collecter plus de lumière et d'atteindre une résolution supérieure par rapport à n'importe quel observatoire spatial antérieur, mais il sera spécialisé dans les longueurs d'onde du proche infrarouge et du moyen infrarouge, lui permettant de regardez à travers le gaz et la poussière qui obscurcissent les vues de nos autres télescopes de pointe.

Mais une série d'événements malheureux – des objectifs d'ingénierie manqués aux problèmes de financement en passant par les problèmes de gestion de projet à la pandémie actuelle – ont repoussé la date de lancement cible d'année en année. Une date de lancement initiale de 2007 a été repoussée à 2011, puis à 2014, puis à 2018 et maintenant, au plus tard, à 2021. Beaucoup ont publiquement exprimé leur scepticisme quant au lancement de cet observatoire, dont le coût à vie avoisine désormais les 9 milliards de dollars. Pour la première fois, cependant, l'année de lancement cible correspond désormais à l'année en cours, et tous les signes indiquent un lancement à temps le ou vers le 31 octobre 2021. Voici où nous en sommes aujourd'hui.

Alors que nous explorons de plus en plus l'Univers, nous sommes capables de regarder plus loin dans l'espace, ce qui . [+] équivaut à remonter plus loin dans le temps. Le télescope spatial James Webb nous emmènera directement dans des profondeurs que nos installations d'observation actuelles ne peuvent égaler, les yeux infrarouges de Webb révélant la lumière des étoiles ultra-distante que Hubble ne peut espérer voir.

Il est important de reconnaître que le télescope spatial James Webb, la première mission phare de la NASA en astrophysique depuis les quatre grands observatoires originaux de Hubble, Compton, Chandra et Spitzer, représente une série sans précédent de « premières ». C'est le premier télescope spatial proche de sa taille, avec un diamètre de miroir primaire de

6,5 mètres (21,3 pieds), soit près du double du diamètre et quadruple la puissance de collecte de lumière du précédent détenteur du record : le télescope Herschel de l'Agence spatiale européenne.

C'est le seul télescope spatial équipé de sa suite d'instruments modernes. C'est le seul à avoir un système de pointage aussi sophistiqué. C'est le premier télescope de cette échelle qui sera situé non pas en orbite proche de la Terre, mais à quelque 1 500 000 kilomètres : au point L2 de Langrange au-delà des confins de la Lune. C'est le premier miroir multi-segment qui devra se déplier et se calibrer à une tolérance de 20 nanomètres dans l'espace. Et c'est le premier télescope à utiliser un pare-soleil multicouche, conçu pour refroidir passivement le télescope et ses instruments à des températures inférieures à l'azote liquide.

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Une conception d'artiste (2015) de ce à quoi ressemblera le télescope spatial James Webb une fois terminé. [+] et déployé avec succès. Notez le pare-soleil à cinq couches protégeant le télescope de la chaleur du soleil, et les miroirs primaire (segmentés) et secondaire (tenus par les treillis) entièrement déployés.

Chaque fois que vous faites quelque chose de nouveau pour la toute première fois, il devient très difficile de prédire le type d'obstacles que vous allez rencontrer. À bien des égards, James Webb a l'impression que ce projet a été malchanceux à bien des égards, car certains de ses malheurs étaient complètement imprévisibles, mais d'autres ont été des leçons coûteuses apprises par la division d'astrophysique de la NASA. L'estimation initiale des coûts pour cette version de Webb (dans sa configuration actuelle) n'était que de 5,1 milliards de dollars, et il y a eu une mauvaise gestion au début car des jalons ont été manqués et des mesures insuffisantes ont été prises.

En 2010, il est devenu clair que la date de lancement (qui était 2014 à l'époque) n'était pas réalisable, et l'examen critique de la conception interne et un comité d'examen complet indépendant externe ont conclu que le principal coupable était un manque de réserves suffisantes à court terme. . Lorsque de nouveaux problèmes inattendus ont été découverts, le projet ne disposait tout simplement pas des ressources nécessaires pour les résoudre correctement. À l'époque, les composantes du projet étaient achevées à 85 %, alors qu'environ 3,5 milliards de dollars (sur l'estimation initiale de 5,1 milliards de dollars) avaient déjà été dépensés.

Les 18 segments de James Webb en laboratoire, une fois l'assemblage terminé et tous les revêtements, ont été . [+] appliqué. Depuis l'environnement d'apesanteur de l'espace, ces segments individuels doivent former un seul plan parfait avec une tolérance de 20 nanomètres. L'or est visuellement saisissant, mais il y en a très peu : environ 4 grammes au total.

Alors, comment en sommes-nous arrivés à une mission de près de 9 milliards de dollars ? Il est important d'examiner les conclusions de ce comité d'examen complet indépendant de 2010. Ils ont conclu que James Webb pourrait être lancé fin 2015, pour un coût total de 6,5 milliards de dollars, mais seulement si 250 millions de dollars supplémentaires étaient fournis en 2011 et en 2012. Le panel a déclaré sans ambiguïté qu'il s'agissait du plan de lancement le plus ancien et le moins coûteux pour James Webb, et que tout retard dans le financement entraînerait une mission plus coûteuse.

Bien sûr, ces fonds supplémentaires n'ont pas été fournis, ce qui a entraîné un grand nombre de licenciements, car le personnel nécessaire pour terminer le travail - avec les connaissances et l'expérience qu'ils avaient acquises jusqu'à présent - n'a pas été retenu. Les composants ont été retardés en conséquence. Au fur et à mesure que les personnes qui y travaillaient ont trouvé d'autres emplois, il est devenu clair que l'achèvement de James Webb deviendrait beaucoup plus coûteux et connaîtrait des retards initiaux. il y aurait un supplément

1,5 milliard de dollars requis pour terminer le télescope en raison du retard et de nombreuses années supplémentaires, et environ 800 millions de dollars (0,8 milliard) ont été intégrés au coût pour soutenir les 5 années de fonctionnement requises par la mission principale de James Webb.

Le télescope spatial James Webb de la NASA se trouve dans la chambre A du Johnson Space Center de la NASA à Houston. [+] après avoir terminé ses tests cryogéniques le 18 novembre 2017. Cela a marqué les derniers tests cryogéniques du télescope et a permis de garantir que l'observatoire est prêt pour l'environnement glacial et sans air de l'espace. D'autres premiers tests, comme les tests de vibration, ne se sont pas déroulés comme prévu.

Depuis lors, les technologies qui devaient être développées ont été développées, mais il y a eu des revers en cours de route. Lors des tests de vibration, qui simulent les conditions de lancement de l'engin spatial, des vis se sont desserrées et sont tombées, ainsi que des rondelles, nécessitant une série d'interventions imprévues. Au cours d'un test où ils ont déployé le pare-soleil à 5 ​​couches, il s'est accroché à une partie de l'élément du vaisseau spatial, se déchirant légèrement avant que le test ne soit interrompu. Des vannes qui fuient ont été trouvées en cours de route et de nombreux autres obstacles ont été rencontrés. Il semblait, à un observateur extérieur, que tout ce qui pouvait mal tourner allait mal.

Mais tout au long de cette période, des progrès légitimes étaient encore réalisés. Les miroirs ont été terminés et les éléments primaires et secondaires ont été testés sans accroc. Les instruments scientifiques ont été achevés et intégrés, et les tests de systèmes électroniques et informatiques ont été concluants jusqu'à présent. Les problèmes susmentionnés ont été identifiés et résolus. En science, comme dans la vie, il n'est pas important de tout faire correctement la première fois, il est important de bien faire les choses à la fin.

Les tests de vibration des engins spatiaux, tels que James Webb de la NASA, sont une nécessité pour s'assurer que le . [+] le vaisseau spatial et tous ses composants peuvent survivre au processus de lancement intacts et entièrement fonctionnels. Les missions avec ou sans équipage doivent survivre à ces tests, qui ont été appliqués à Webb en plusieurs phases.

Et maintenant, début 2021, nous sommes presque à la ligne d'arrivée. L'année dernière, malgré la pandémie mondiale, James Webb a franchi un certain nombre d'étapes importantes.

  • En mars 2020, ils ont utilisé un équipement de compensation de la gravité pour simuler le déploiement du télescope dans l'espace, réalisant ainsi un déploiement de miroir à 100% réussi.
  • En mai de cette année-là, l'ensemble de l'observatoire assemblé a été replié dans sa position de lancement pour la première fois. Il a été explicitement conçu pour s'adapter et se ranger dans une section de 5,4 mètres (17,8 pieds) d'une fusée Ariane 5, et il a parfaitement atteint ce jalon. , il a subi un contrôle complet des systèmes, au cours duquel chaque logiciel et chaque composant électrique a été testé pendant 15 jours consécutifs : son premier test de ce type depuis son assemblage complet. Chaque composant a réussi. , ils ont démontré que les commandes envoyées depuis le Centre des opérations de la mission du Space Telescope Science Institute pouvaient être connectées avec succès au Deep Space Network et au vaisseau spatial, avec le matériel de vol réel et le système au sol passant tous les tests requis.
  • Et, en octobre 2020, un test vibratoire et acoustique a été effectué, suivi d'une inspection « lumières éteintes ». Contrairement aux précédents tests de vibrations, tout s'est bien passé cette fois.

Une fois les tests vibratoires et acoustiques terminés, une inspection « lumières éteintes » a lieu, dans la mesure du possible. [+] la contamination est plus facile à trouver dans l'obscurité. Le télescope spatial James Webb de la NASA a été soumis à un certain nombre de ces tests au cours des dernières années, le télescope ayant réussi le test final, conclu en octobre 2020, dans tous les sens.

Les succès se sont poursuivis depuis. Après ses tests environnementaux réussis, il a subi des tests post-environnementaux. Les déploiements de bus de l'engin spatial, qui servent d'essai pour ses déploiements dans l'espace, ont été testés avec succès et achevés en novembre. Le test final et le déploiement du pare-soleil à 5 ​​couches, un composant entièrement unique à James Webb, ont été achevés (avec succès) en décembre.

Avec 2021 maintenant à nos portes, le moment de vérité - lancement et déploiement dans l'espace - approche rapidement. Il ne reste que quelques étapes, et elles devraient toutes se dérouler dans les délais ou en avance cette année. Le prochain test sera une dernière vérification complète des systèmes : le cinquième de ces tests à effectuer. Si tout se passe bien, il devrait être terminé d'ici la fin du mois prochain ou plus tôt. En mars, les premières propositions d'observation auront terminé leurs examens, de sorte que le programme scientifique initial (ce que nous appelons « cycle 1 ») pour James Webb pourra être établi à ce moment-là. Le pare-soleil sera plié et rangé pour la dernière fois, puis un deuxième exercice de préparation au lancement sera mené, qui devrait être terminé d'ici la fin mars.

Le processus de déploiement et de tension du pare-soleil à 5 ​​couches est illustré ici. L'épreuve la plus importante. [+] du déploiement de ce pare-soleil a été achevé en décembre 2020, et seuls les tests et contrôles finaux restent avant que le vaisseau spatial ne soit déclaré prêt pour le lancement.

Équipe NASA / Télescope spatial James Webb

D'ici la fin mai, le tout dernier test de l'assemblage de la tour déployable sera terminé, garantissant que les miroirs et les instruments de Webb peuvent être levés à une distance sûre au-dessus du pare-soleil inférieur et de l'élément de vaisseau spatial. Cet « espace » sera nécessaire pour permettre aux principaux éléments du télescope d'être refroidis aux températures appropriées, ce qui est nécessaire pour garantir que James Webb puisse fonctionner aux longueurs d'onde infrarouges dont il a besoin pour mener sa mission scientifique.

Et puis, en juillet, l'observatoire sera arrimé pour la dernière fois. Il fera l'objet d'un examen final et d'un exercice de préparation au lancement dans le parc Northrop-Grumman en Californie, puis sera transporté en août sur le site de lancement en Guyane française. Une fois sur place, des tests finaux (de routine) seront effectués, puis le vaisseau spatial sera emballé dans la fusée Ariane 5 qui le lancera dans l'espace. Tant que la météo, la température et d'autres conditions coopèrent, nous avons une date de lancement nominale pour James Webb : le 31 octobre 2021.

Le télescope spatial James Webb de la NASA est montré dans sa configuration entièrement montrée. C'est la même chose. [+] configuration qu'il aura lors de son chargement dans la fusée Ariane V pour le lancement. Même pendant la pandémie de COVID-19, les scientifiques ont pu effectuer des tests vitaux sur James Webb, et nous sommes maintenant sur la bonne voie pour un lancement en octobre.

Si le temps ne coopère pas, ce n'est pas un dealbreaker, il y a une fenêtre de lancement pendant plus d'une semaine de chaque côté de cette date qui serait toujours très bien pour un lancement. Si nous manquons cette fenêtre, une autre se reproduira après seulement quelques semaines.

Bien que je n'aie pu obtenir des données de fenêtre de lancement que pour la période de 18 mois de juillet 2018 à décembre 2019, la physique du lancement d'une fusée Ariane 5 à pleine charge reste très similaire d'une année à l'autre. Comme vous pouvez le voir (ci-dessous), il existe de nombreuses fenêtres de lancement qui fonctionneront, et il n'y a aucun intervalle de plus d'un mois à aucun moment.

Bien que les données présentées dans ce graphique montrent la durée de la fenêtre de lancement chaque jour tout au long de . [+] une fenêtre particulière de 18 mois, la physique du lancement d'une fusée ne change pas d'une année à l'autre, et des chiffres similaires (mais pas identiques) sont donc attendus autour de la fenêtre du 31 octobre 2021.

NASA/STScI/H. Hammel (communication privée)

En supposant que le télescope se lance avec succès et se déploie correctement, nous pouvons nous attendre à de nombreuses années de science fantastique de la part de James Webb. En particulier, quatre records cosmiques importants seront presque certainement battus dans les années à venir.

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Un lancement de fusée subit une intensité sonore et des vibrations 100 fois plus intenses. [+] et 20 décibels de plus que les sièges les plus bruyants de tous lors d'un concert de rock. Pour simuler un lancement de fusée, des tests acoustiques et vibratoires sont nécessaires.

Bien qu'il soit toujours risqué de supposer que rien d'imprévu ne se passera mal à partir de maintenant, la vérité est que les parties les plus difficiles de cette mission que les humains peuvent contrôler ont déjà été prises en charge avec succès. Moins de 12 mois après le lancement, même pendant une pandémie, nous sommes absolument dans les délais ou en avance sur tous les plans pour respecter la date de lancement du 31 octobre. À moins d'une catastrophe accidentelle ou d'un sabotage quelconque, ce télescope est prêt à fonctionner.

Nous sommes certains qu'il est équipé pour provoquer une révolution dans notre compréhension du cosmos, la possibilité la plus excitante étant qu'il trouve quelque chose de totalement inattendu et surprenant qui est la meilleure partie pour repousser les frontières de la découverte. Une fois dans l'espace, la durée de vie de James Webb ne devrait être limitée que par la quantité de carburant hydrazine à bord, nécessaire pour maintenir le vaisseau spatial sur son orbite quasi stable et lui permettre de pointer vers ses cibles. Avec suffisamment de carburant pour une mission de 5 ans, certains estiment qu'une excellente gestion du carburant pourrait l'étendre à une mission de 10 ans, où l'option de faire le plein n'est pas encore exclue.

Avec une extrême confiance, nous pouvons maintenant affirmer que 2021 sera l'année du lancement final du télescope spatial James Webb. Ce qui viendra après cela dépendra de ce qu'il y a dans l'Univers.


Voir la vidéo: LE TÉLESCOPE JAMES WEBB, UN HYPERSENSIBLE DANS LESPACE (Octobre 2022).