Le télescope spatial James Webb de 10 milliards de dollars de la NASA étudiera l’origine de l’univers


Depuis 31 ans, le télescope spatial Hubble fait l’objet d’observations pour les astronomes mais a commencé à montrer son âge trop tard. A la fin du service 2009, le télescope a dû ralentir”mode sans échec“plusieurs fois au cours des dernières années – bientôt, en octobre. Et tandis que des comparaisons prospectives montrent que Hubble peut encore fonctionner à la fin de la décennie, la NASA et ses alliés de l’ESA et de l’ASC ont passé plus d’une douzaine d’années à créer un successeur, le James Webb Space Telescope (JWST). Avec le lancement de Webb – qui devrait avoir lieu le jour de Noël – il remplacera les yeux les plus brillants du monde dans le ciel pendant de nombreuses années à venir.

Le JWST de 7,2 tonnes sera le plus grand télescope jamais mis en place par la NASA. Son premier verre de 6,5 mètres de long – composé de 18 pièces recouvertes d’or – est deux fois plus grand que celui de Hubble et environ 60 fois plus grand dans la région que et le télescope Spitzer, qui a pris sa retraite en 2020. Le bouclier solaire qu’il utilise pour protéger ses capteurs infrarouges visuels est aussi long qu’un court de tennis, et tout l’équipement du télescope fait trois étages. Les 458 gigabits de données collectées quotidiennement sont acheminés via le Deep Space Network de la NASA, puis envoyés au Space Telescope Science Institute de Baltimore, dans le Maryland, qui intégrera et diffusera les informations à un large éventail de corps célestes.

En arrivant chez lui autour du site L2 de Lagrange à 930 000 kilomètres de la Terre, le JWST entamera sa mission en quatre points : rechercher la lumière des étoiles originales du Big Bang ; étudier la conception et le développement des galaxies, étudier l’évolution des étoiles et des planètes; et la recherche des sources de vie.

Pour ce faire, Webb adoptera une approche différente de Hubble avant que cela ne se produise. Alors que Hubble a vu l’univers en lumière ultraviolette, JWST verra en infrarouge, comme Spitzer l’a fait, mais d’une manière beaucoup plus claire. L’utilisation de cet infrarouge est très importante pour le travail de Webb car la longueur d’onde peut être vue à travers un nuage d’air intérieur et de poussière pour voir les objets cachés au-delà.

NASA / Chris Gunn

Les caméras Webb sont constituées de quatre composants : un instrument à infrarouge moyen (MIRI), une caméra à infrarouge proche (NIRCam), un spectrographe à infrarouge proche (NIRSpec) et un imageur à infrarouge proche et un spectrographe sans fente/capteur de guidage fin. (NIRISS / FGS). Ces appareils sont si sensibles qu’ils peuvent détecter leur température de fonctionnement. Pour réduire ces émissions infrarouges, trois capteurs sont chauffés à 388 degrés Fahrenheit (-233 degrés C). Le MIRI le plus touché est jusqu’à -448 ° F (-266 ° C) – seulement 7 degrés Kelvin au-dessus de zéro.

Trouver MIRI dans le froid n’est pas facile. Lorsque le JWST commence à gêner, le télescope peut passer plusieurs semaines à refroidir le capteur pour optimiser la température à l’aide d’un réfrigérateur à base d’hélium.

“Il est facile de refroidir quelque chose jusqu’au réchauffement climatique, en particulier pour la science ou l’industrie”, a déclaré Konstantin Penanen, expert en cryoréfrigérateur du JPL. un article récent sur le blog de la NASA. “Mais les systèmes de la Terre sont très complexes et impuissants. Dans les observations spatiales, nous avons besoin d’un système de refroidissement qui soit physiquement, très économe en énergie, et qui doit être très fiable car nous ne pouvons pas aller le réparer. Voilà donc les défis auxquels nous avons été confrontés, et dans ce cas, je dirais que le cryoréfrigérant MIRI est à risque.»

La résistance souhaitée par MIRI sera aussi bonne que celle des télescopes infrarouges – en particulier ceux fonctionnant dans le spectre central tels que MIRI, sont sévèrement limités par la température du même équipement et de l’espace environnant.

“Avec ces trois autres appareils, Webb mesure une longueur de 5 microns. Augmenter la longueur de 28,5 microns et MIRI ajoute beaucoup de science”, a déclaré George Rieke, professeur d’astronomie à l’Université de l’Arizona, a-t-il déclaré plus tôt ce mois-ci dans un blog de la NASA. “Cela inclut tout, du comptage des protoétoiles et des disques rotatifs à la rotation, le nombre massif d’exoplanètes, la perte massive d’étoiles altérées, les trous noirs orbitaux ronds dans les galaxies dynamiques, et bien plus encore.”

et pare-soleil Webb

Nasa

Compte tenu de la faible température du JWST, il est essentiel de bloquer le capteur du télescope contre l’exposition au soleil (ainsi que d’être protégé par d’autres sources lumineuses telles que la Lune et la Terre). Pour s’assurer que les caméras ont un ombrage permanent, les experts de la NASA ont développé crème solaire en cinq parties fabriqué à partir d’un film Kapton recouvert d’aluminium pour les garder dans un endroit sombre et frais.

“Sa forme et sa conception améliorent la température sur les côtés, arrondis, entre les sections”, a déclaré James Cooper, superviseur JWST au Sundhi Space Flight Center. “La chaleur générée par le bus Spacecraft sur le” noyau “, ou noyau, émet entre les couches de membrane pour éviter la surchauffe.

La protection solaire en forme de cerf-volant mesure 69,5 mètres de long et 46,5 mètres de haut. Les panneaux solaires en forme de cerf-volant sont regroupés en cinq couches pour libérer de l’énergie de la surface, ce qui rend chaque refroidisseur successif légèrement plus froid que la surface. Au lieu de cela, la différence de température externe (383K, ou 230 degrés F) et les composants internes (36K, environ -394 degrés F) est une grande corrélation.

JWST est très grand

Nasa

Pour obtenir suffisamment de lumière pour voir les étoiles les plus éloignées – certaines jusqu’à 13 milliards d’années-lumière – JWST s’appuiera sur sa magnitude de 6,5 m. Contrairement à Hubble, qui utilisait un verre de 2,4 m de large, le verre Webb est divisé en 18 sections, chacune pesant seulement 46 livres en raison de la production de béryllium. Ils sont recouverts d’or pour refléter leur lumière infrarouge ainsi que la forme hexagonale de sorte que, lorsqu’ils sont orientés, ils sont bien assortis pour former un seul plan uniforme et brillant. Leur petite taille leur permet également d’être dédoublés et incurvés afin qu’ils puissent s’intégrer à l’intérieur de la fusée Ariane 5 qu’ils pourront mettre en orbite.

JWST monte dans Ariane 5

IZI

La fonction de connecter les composants à un seul point dans une galaxie lointaine appartient à la catégorie des lentilles actionneurs. Sept petits moteurs se trouvent à l’arrière de chaque section de verre (un à chaque coin et sept au milieu), ce qui leur permet de mieux se diriger et se plier. « La combinaison des sections de verre d’origine en un seul grand miroir signifie que chaque miroir se connecte au 1/10 000e d’épaisseur d’un cheveu humain » il a dit Responsable des éléments du télescope optique Webb, Lee Feinberg.

Après 20 ans de développement et de retards combinés, coûtant 10 milliards de dollars et combinant les efforts de plus de 10 000 personnes, le télescope Webb est prêt à être mis en place – et j’espère que cette fois il le sera. Le programme a connu des retards, des retards, des retards lors de son ouverture. La NASA a abandonné le premier jour de mars 2021 après l’épidémie initiale de COVID-19 et sa fermeture associée – cependant, pour être juste, le GAO en janvier 2020 avait donner juste au JWST une chance de 12% démarre à la fin de cette année – et met en place une période bien connue “d’ici 2021” à mettre en œuvre.

Toute la toile est tordue

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Nasa puis il a répété la comparaison à l’entreprise “dans le courant d’octobre 2021”, s’est finalement installé sur la fenêtre d’ouverture d’Halloween, retard jusqu’à fin novembre / début décembre. Oui, début décembre est rapidement devenu fin décembre, surtout et 22, qui a également été renommé en son jour actuel de 24 décembre. Fondamentalement, faire que 25.

Ce retard a été causé par un certain nombre de facteurs qui rendent cet outil de croissance et de conviction prêt à être mis en œuvre. Une fois la construction terminée, le JWST a dû subir une série de tests, qui ont ensuite été montés dans un wagon de fret et emmenés à une journée portes ouvertes à Kourou, en Guyane française. Là, le vrai travail de Préparation, graissage et mise à niveau du JWST sur la fusée Ariane 5 cela a pris encore 55 jours.

L’incident a été encore exacerbé par “l’incident” du 9 novembre, lorsque “un relâchement soudain et imprévisible de la bande barrière – qui protège Webb du déverrouillage des adaptateurs de voiture – a fait sensation”, selon la NASA. le L’équipe d’examen Webb a introduit des tests supplémentaires en veillant à ce que la vibration n’endommage pas d’autres composants ou ne renverse aucun élément nécessaire au démontage.

Politique de livraison JWST

Nasa

Maintenant ce télescope s’appelle A-OK, les derniers préparatifs sont en cours. Outre d’autres obstacles, le JWST sera lancé à 7 h 20 HE le jour de Noël (regarde ici la vie!) pour commencer son trek de 30 jours et 1,5 million de kilomètres (1,5 million) depuis Lagrange 2, où il passera deux semaines à démêler lentement le verre et la crème solaire, puis à explorer les profondeurs de l’univers d’origine.

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