NASA GODDARD SPACE FLIGHT CENTER, MD - C'est fascinant! C'est le sentiment écrasant exprimé par les quelques chanceux qui fixent leurs propres globes oculaires sur le miroir primaire doré récemment exposé au cœur du gigantesque télescope spatial James Webb de la NASA (JWST) - un sentiment partagé par l'équipe qui construit cet observatoire unique en son genre et moi-même lors d'une visite cette semaine par Space Magazine.
«Le télescope est maintenant plein [concave]. Vous le voyez donc dans toute sa splendeur! » a déclaré John Durning, directeur adjoint du projet Webb Telescope, dans une interview exclusive avec Space Magazine au Goddard Space Flight Center de la NASA le mardi 3 mai, après que les couvertures ont été soigneusement retirées il y a quelques jours des 18 segments de miroir principaux et que la structure a été temporairement pointée face visible.
«L'ensemble du système de rétroviseurs est vérifié, intégré et l'alignement a été vérifié.»
C'est une année record pour JWST à Goddard où les ingénieurs et les techniciens sont bien dans la phase d'assemblage final et d'intégration de la partie instrument optique et scientifique de l'observatoire colossal qui révolutionnera notre compréhension du cosmos et notre place. se déplaçant à un rythme rapide.
JWST est le successeur scientifique du télescope spatial Hubble de la NASA, âgé de 25 ans. Il deviendra le plus grand et le plus puissant télescope spatial jamais construit par l'humanité après son lancement dans 30 mois.
La structure de vol de la poutre d'assemblage du fond de panier qui contient les miroirs et les instruments scientifiques est arrivée à Goddard en août dernier du maître d'œuvre Webb Northrop Grumman Aerospace Systems à Redondo Beach, en Californie.
Le travail d'assemblage minutieux pour assembler le miroir primaire de 6,5 mètres de diamètre a commencé juste avant les vacances de Thanksgiving 2015, lorsque la première unité a été installée avec succès sur le segment central du miroir contenant l'assemblage du fond de panier.
Les techniciens de Goddard et Harris Corporation de Rochester, New York ont ensuite rempli méthodiquement l'assemblage du fond de panier un par un, installant séquentiellement le dernier segment de miroir primaire en février, suivi du miroir secondaire unique au sommet du trio massif de rampes de montage de miroir et les rétroviseurs tertiaires et de direction à l'intérieur du système optique arrière (AOS).
Tout s'est déroulé selon le calendrier méticuleusement chorégraphié.
"L'installation du miroir s'est bien déroulée", a déclaré Durning à Space Magazine.
«Nous avons maintenu notre calendrier tout le temps pour l'installation des 18 segments de miroir principaux. Ensuite, la section centrale, qui est le cône au centre, comprenant le système optique arrière (AOS). Nous l'avons installé il y a deux mois. Cela s'est extrêmement bien passé. »
La structure de vol et l'assemblage du fond de panier servent de colonne vertébrale aux télescopes Webb de 8,6 milliards de dollars.
La prochaine étape consiste à installer le quatuor d'instruments de recherche de pointe de l'observatoire, un ensemble appelé ISIM (Integrated Science Instrument Module), dans la structure en treillis au cours des prochaines semaines.
«Le télescope est entièrement intégré et nous faisons maintenant la touche finale pour nous préparer à accepter le pack d'instruments qui commencera plus tard cette semaine», a expliqué Durning.
Le système de miroir optique intégré et ISIM forment le train optique de Webb.
«Nous sommes donc en train de créer la nouvelle entité d'intégration appelée OTIS - qui est une combinaison de l'OTE (Optical Telescope Assembly) et de l'ISIM (Integrated Science Instrument Module) ensemble.»
"C'est essentiellement tout le train optique de l'observatoire!" Déclara Durning.
«C’est le chemin critique des photons pour le système. Nous allons donc intégrer cela au cours des prochaines semaines. »
L’entité OTIS combinée de miroirs, de modules scientifiques et de fermes de fond de panier pèse 8786 lb (3940 kg) et mesure 28’3 "(8,6 m) x 8" 5 "(2,6 m) x 7" 10 "(2,4 m).
Une fois OTIS entièrement intégré, les ingénieurs et techniciens passeront le reste de l'année à l'exposer aux tests environnementaux, à ajouter la couverture thermique et à tester le train optique - avant d'expédier l'énorme structure au Johnson Space Center de la NASA.
«Ensuite, nous l’enverrons au Johnson Space Center (JSC) de la NASA au début de l’année prochaine pour effectuer des tests cryovac et la vérification post-test environnemental du système optique», a expliqué Pendant.
"Pendant ce temps, Northrup Grumman termine la fabrication du pare-soleil et termine l'intégration des composants du vaisseau spatial dans leurs pièces."
«Puis fin 2017, c'est lorsque les deux pièces - la configuration OTIS et la configuration pare-soleil - se réunissent pour la première fois en un observatoire complet. Cela se produit à Northrup Grumman à Redondo Beach. »
Le train optique de Webb est composé de quatre miroirs différents. Nous avons discuté des détails des miroirs, de leur installation et de leurs tests.
"Il y a quatre surfaces de miroir", a déclaré Durning.
"Nous avons le grand miroir primaire de 18 segments, le miroir secondaire assis sur le trépied au-dessus, et la section centrale ressemblant à une structure pyramidale [AOS] contient le miroir tertiaire et le miroir de direction fin."
«L'AOS est un package complet. Cela a été inséré au milieu [du miroir principal]. »
Chacun des 18 segments de miroir primaire de forme hexagonale mesure un peu plus de 4,2 pieds (1,3 mètre) de diamètre et pèse environ 88 livres (40 kilogrammes). Ils sont en béryllium, recouverts d'or et de la taille d'une table basse.
Dans l'espace, la structure du miroir plié se dépliera en sections côte à côte et fonctionnera ensemble comme un grand miroir de 21,3 pieds (6,5 mètres), d'une taille et d'une capacité de collecte de lumière sans précédent.
Le miroir secondaire arrondi solitaire se trouve au sommet de la flèche du trépied au-dessus du primaire.
Le miroir tertiaire et le miroir de direction fin se trouvent dans le système optique arrière (AOS), une unité en forme de cône située au centre du miroir principal.
"Donc, comment cela fonctionne est la lumière du miroir primaire rebondit vers le secondaire, et le secondaire rebondit vers le tertiaire", a expliqué Durning.
«Et puis le tertiaire - qui fait partie de cette structure AOS - rebondit sur le miroir de direction. Et puis ce miroir de direction dirige les faisceaux de photons vers les miroirs de retrait qui se trouvent en dessous dans la structure ISIM. »
«Les photons traversent donc ce cône AOS. Il y a un masque en haut qui coupe le chemin, nous avons donc une forme fixe du faisceau qui passe. »
"C’est le miroir tertiaire qui dirige les photons vers le miroir de direction fin. Le fin miroir de direction le dirige ensuite [les photons] vers les miroirs de retrait qui se trouvent en dessous dans la structure ISIM. »
L'alignement entre le système AOS et les miroirs primaire et secondaire des télescopes est donc extrêmement critique.
«Le miroir tertiaire AOS capte la lumière [du miroir secondaire] et dirige la lumière vers le miroir de direction. Les exigences d'alignement étaient exactement ce dont nous avions besoin. C'était donc un excellent progrès. »
«Ainsi, l'ensemble du système de miroir est vérifié. Le système a été intégré et l'alignement a été vérifié. »
La structure en miroir doré de Webb a été inclinée pendant une très courte période cette semaine le 4 mai, comme le montre cette vidéo accélérée de la NASA:
Le miroir principal à 18 segments du télescope spatial James Webb de la NASA a été élevé en alignement vertical dans la plus grande salle blanche du Goddard Space Flight Center de l'agence à Greenbelt, Maryland, le 4 mai 2016. Crédit: NASA
L’observatoire gargantuesque dépassera considérablement la puissance de collecte de lumière du télescope spatial Hubble (HST) de la NASA - actuellement le télescope spatial le plus puissant jamais envoyé dans l’espace.
La structure miroir étant terminée, l'étape suivante est l'installation du module scientifique ISIM.
Pour ce faire, les techniciens ont soigneusement déplacé la structure du miroir Webb cette semaine dans la structure du portique de salle blanche.
Comme le montre cette vidéo time-lapse que nous avons créée à partir d'images Webbcam, ils ont incliné la structure verticalement, l'ont retournée, l'ont abaissée horizontalement puis l'ont transportée via un pont roulant dans la plate-forme de travail.
Time-lapse montrant le miroir primaire à 18 segments découvert du télescope spatial James Webb de la NASA en position verticale, retourné et abaissé à l'envers en position horizontale, puis déplacé vers le portique de traitement dans la plus grande salle blanche du Goddard Space Flight Center de l'agence en Ceinture de verdure, Maryland, les 4 et 5 mai 2016. Images: Webbcam de la NASA. Time-lapse de Ken Kremer / kenkremer.com / Alex Polimeni
Le télescope sera lancé sur un booster Ariane V depuis le Centre Spatial Guyanais à Kourou, en Guyane française en 2018.
Le télescope Webb est un projet de collaboration international conjoint entre la NASA, l'Agence spatiale européenne (ESA) et l'Agence spatiale canadienne (CSA).
Webb est conçu pour regarder la première lumière de l'Univers et pourra remonter le temps à l'époque où les premières étoiles et les premières galaxies se formaient. Il étudiera également l'histoire de notre univers et la formation de notre système solaire ainsi que d'autres systèmes solaires et exoplanètes, dont certains pourraient être capables de soutenir la vie sur des planètes similaires à la Terre.
Plus d'informations sur ISIM dans la prochaine histoire.
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