Des tests rigoureux sont au cœur de toute mission spatiale réussie. Le télescope spatial James Webb (JWST) sera à un million de kilomètres lorsqu'il déploiera son pare-soleil essentiel à la mission, et s'il ne fonctionne pas comme prévu, c'est tout. Jeu terminé.
Le Webb est le télescope spatial le plus avancé jamais construit. C’est un télescope infrarouge et très sensible. Mais pour atteindre l'extrême sensibilité qui lui permettra d'étudier les exoplanètes et l'univers lointain et primitif, il doit être conservé au frais. Très cool. Et c'est le travail du pare-soleil.
Le pare-soleil est essentiel dans la conception du télescope. Le James Webb sera à Lagrange Point 2 (L2), dans une orbite de halo qui maintient la Terre, la Lune et le Soleil derrière lui. Le Soleil est la principale source de chaleur du télescope, et la Terre et la Lune ne sont que des sources secondaires. Le bouclier bloque efficacement toute l'énergie provenant de ces trois corps et maintient la «portée à sa température de fonctionnement, en dessous de -220 Celsius (-370 F; 50 K.)
Il y aura une différence de température extrême entre le côté pare-soleil du JWST et le côté «scope». La NASA dit que le pare-soleil peut atteindre des températures de 110 C (230 F; 383 K) assez chaudes pour faire bouillir un œuf, tandis que le côté du télescope ombragé sera assez froid pour geler l'oxygène.
«C'était la première fois que le pare-soleil était déployé et tendu par l'électronique du vaisseau spatial et avec le télescope présent au-dessus. "
James Cooper, responsable du pare-soleil JWST.
Les techniciens et les ingénieurs viennent de terminer de tester les cinq couches du pare-soleil et de placer le bouclier dans la même position qu'il sera à L2, à 1,6 million de kilomètres (1 million de milles) de la Terre. La NASA a déclaré dans un communiqué de presse que ces tests ont utilisé les propres systèmes du vaisseau spatial pour déployer le bouclier et que les tests ont été réussis.
«C'était la première fois que le pare-soleil était déployé et tendu par l'électronique du vaisseau spatial et avec le télescope présent au-dessus. En conséquence, le déploiement est visuellement époustouflant et il a été difficile à réaliser », a déclaré James Cooper, Webb Telescope Sunshield Manager de la NASA au Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Maryland.
Le pare-soleil est composé de cinq couches d'un matériau appelé Kapton. Chacune des couches a une épaisseur spécifique et elles sont séparées par une distance spécifique. Le bouclier a également des coutures et d'autres caractéristiques qui le renforcent contre les météores. Chacune des couches est recouverte d'aluminium, et les deux couches les plus proches du Soleil, les couches 1 et 2, ont ce qu'on appelle un revêtement de "silicium dopé" pour refléter l'énergie ultraviolette du Soleil dans l'espace.
"Ce test a montré que le système pare-soleil a survécu aux tests environnementaux des éléments de l'engin spatial, et nous a enseigné les interfaces et les interactions entre le télescope et les parties pare-soleil de l'observatoire", a ajouté Cooper. «Un grand merci à tous les ingénieurs et techniciens pour leur persévérance, leur concentration et leurs innombrables heures d'efforts pour atteindre cet objectif.»
Le bus du vaisseau spatial de James Webb est à peu près de la même taille que le Hubble. Mais le miroir du JWST est le double de celui du Hubble. Il s'agit d'un miroir segmenté en béryllium recouvert d'or de 6,5 m (21,3 pi) de diamètre, composé de 18 segments hexagonaux, avec une zone de collecte combinée de 25 mètres carrés. En fait, le miroir doré du Webb est déjà une icône culturelle, même s'il n'a pas été lancé.
Le miroir doit être aussi grand pour atteindre ses objectifs de mission, qui incluent l'observation de la lumière des premières étoiles et galaxies de l'univers, et l'étude des exoplanètes, entre autres. Mais le miroir et le pare-soleil requis sont trop grands pour tenir dans une fusée. C’est pourquoi le miroir et le pare-soleil sont repliés pour le lancement et ne sont déployés que lorsque le télescope est en route vers sa destination, une manœuvre compliquée. Non seulement cela, mais les tests sont tous effectués dans le cadre de la gravité terrestre, tandis que le déploiement réel aura lieu en l'absence de gravité.
Et c'est à cela que servent tous les tests et retests. Contrairement au Hubble, qui en orbite terrestre basse était accessible aux astronautes pour des missions de réparation, le JWST est hors de portée. Il est possible qu'un futur vaisseau spatial puisse s'attaquer au James Webb pour corriger les erreurs de déploiement grossières. Mais les composants ne peuvent pas être remplacés. En substance, il n'y a qu'une seule chance de déployer correctement le miroir et son pare-soleil.
Avec cet important test derrière eux, les ingénieurs et les techniciens doivent maintenant ranger soigneusement le pare-soleil dans la configuration de lancement, en le repliant dans la position exacte requise pour un déploiement réussi. Après cela, plus de tests.
Il reste des tests électriques complets qui doivent être effectués, ainsi que des tests mécaniques qui imitent les forces que la portée subira lors du lancement de la fusée Ariane 5 qui la transportera dans l'espace. Ensuite, il y aura un autre test du déploiement de James Webb et un arrimage final.
Le lancement est prévu pour le 30 mars 2021. Il y a eu une série de retards pour le JWST, qui devait initialement être lancé entre 2007 et 2011. C'est une mission compliquée et une technologie complexe et coûteuse. La NASA est le principal développeur, mais l'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale canadienne ont toutes deux apporté des contributions importantes.
Une fois qu'il est sur son orbite de halo à L2, et si le déploiement se passe bien, il fera un travail révolutionnaire. Et j'espère que nous oublierons tous les retards.
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