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Miroir géant pour un nouveau télescope spatial
La capacité d'un télescope à collecter la lumière d'objets distants est directement liée à la taille de ses miroirs : plus le miroir est grand, plus il peut collecter de lumière. Ainsi, les ingénieurs du Goddard Space Flight Center de la NASA, de Northrop Grumman, de Ball Aerospace, de SSG-L3 Tinsley et d'AXSYS Technologies ont construit un miroir cryogénique extrêmement grand et léger. Sa taille lui permettra de collecter plus de lumière plus rapidement que les télescopes précédents et avec une meilleure résolution. Le miroir géant, qui sera déployé sur le télescope spatial James Webb ( JWST ), va révolutionner les études sur la formation et l'évolution des étoiles et des systèmes planétaires.
Test optique : Les ingénieurs de Ball Aerospace ont construit un banc d'essai optique à l'échelle un sixième pour tester les technologies du télescope spatial James Webb avant son déploiement. On voit ici une version fictive à petite échelle du miroir cryogénique léger manipulé par la technologie de détection et de contrôle du front d'onde. Le miroir grandeur nature sera composé de 18 pièces individuelles, d'un diamètre total de plus de six mètres.
Le télescope James Webb devrait succéder au télescope spatial Hubble en 2013. Son élément clé, le nouveau miroir, est composé de 18 segments qui représentent une superficie totale de près de 25 mètres carrés, soit sept fois la superficie du miroir du télescope Hubble. déclare John Decker, directeur adjoint adjoint du projet à la NASA. Le miroir est l'une des technologies les plus révolutionnaires qui embarqueront à bord du JWST, déclare Decker. Il est extrêmement léger, avec des surfaces optiques très précises.
Le nouveau télescope de la NASA examinera principalement l'univers dans le spectre infrarouge ; il restera stationnaire par rapport à la terre et au soleil à un million de kilomètres de la terre. Il fonctionnera à des températures extrêmement froides (30 à 55 kelvins) et ne pourra donc pas générer de chaleur qui pourrait submerger ce que les scientifiques tentent de détecter. En revanche, le télescope Hubble orbite autour de la Terre pour détecter les longueurs d'onde optiques et ultraviolettes à l'aide d'un miroir en verre stable à ces températures, mais ce ne serait pas aux températures du télescope James Webb.
Le miroir du nouveau télescope est fait de béryllium, l'un des métaux les plus légers connus. Le matériau possède des propriétés thermiques exceptionnelles qui permettent à ses performances optiques de rester stables dans une large gamme de températures. Il est également thermiquement conducteur : c'est-à-dire qu'il conduit la chaleur à travers tout le miroir, éliminant ainsi les gradients de température.
Multimédia
Vidéo : Visualisez le déploiement du télescope spatial James Webb.
Vidéo : Visualisez l'observatoire et le miroir en cours de construction.
Diaporama d'images : voyez le miroir principal et un modèle grandeur nature.
Ce n'est pas la première fois que ce matériau est utilisé dans l'espace. Le miroir principal du télescope spatial Spitzer, lancé en août 2003, utilise également du béryllium, mais son miroir n'a que trois quarts de mètre de diamètre. En revanche, le miroir du télescope James Webb mesure plus de six mètres de diamètre, ce qui rend la production un défi bien plus grand, explique Lee Feinberg, directeur du télescope à la NASA.
Compte tenu de la taille extrême du miroir, les ingénieurs l'ont divisé en 18 pièces individuelles, chacune d'environ 1,3 mètre de diamètre. Les segments seront pliés ensemble, comme les feuilles d'une table à abattants, se dépliant pendant que le télescope se dirige vers sa destination.
Les ingénieurs prennent des précautions supplémentaires pour éviter une répétition de l'incident du télescope Hubble, dans lequel le miroir a été en fait rectifié et poli selon une prescription incorrecte. En conséquence, les images produites par Hubble étaient floues et la NASA a été obligée d'installer des optiques correctives lors d'une mission de réparation. Étant donné que le miroir du télescope James Webb est fabriqué à partir de béryllium plutôt que de verre, les méthodes spécifiques utilisées pour le produire diffèrent considérablement de celles utilisées pour produire le miroir Hubble. Les multiples méthodes de mesure indépendantes qui sont prévues pour les miroirs JWST avant le lancement garantiront qu'ils ont les bonnes prescriptions, explique Decker.
Les miroirs auront sept degrés de liberté et peuvent être contrôlés individuellement, permettant aux scientifiques de déplacer, d'incliner, d'incliner et de focaliser chaque segment à l'aide d'une nouvelle technologie développée spécifiquement pour le télescope.