Le télescope James Webb a passé un test critique - il a pris un selfie

Larkin Carey, ingénieur en optique aérospatiale, se reflète dans le miroir secondaire du télescope Lopeck en position couchée. James Webb lors de la prise de vue de la ligne de vue de l'équipement impliqué dans le test le plus important de l'optique du télescope

En mars 2016, les ingénieurs de la NASA ont terminé avec succès l'installation d'un miroir secondaire sur le télescope James Webb. Le miroir principal du télescope - la surface collectrice d'une forme parabolique concave - se compose de 18 fragments qui réfléchissent la lumière sur le miroir secondaire d'une forme hyperbolique convexe. À son tour, le miroir secondaire dirige la lumière collectée à travers le centre du miroir primaire vers les instruments scientifiques derrière lui.

Pour une mise au point précise, les attaches du miroir principal ne peuvent pas être déplacées de plus de 38 nanomètres. Il s'agit d'un système très précis dans lequel toutes les fixations doivent être parfaitement alignées. Après avoir monté le miroir secondaire, le télescope a été testé dans une chambre cryogénique pendant plus d'un an, où la fiabilité et le bon fonctionnement de tous ses systèmes sont vérifiés dans des conditions proches des conditions réelles (simulation spatiale). En octobre 2017, le moment est venu de réaliser le test le plus important de l'ensemble du système optique du télescope dans son ensemble: miroirs primaire, secondaire et tertiaire associés à des équipements scientifiques.

Le système optique James Webb est représenté schématiquement dans l'animation ci-dessous. Il montre que la lumière collectée par le miroir secondaire passe par le centre du miroir principal vers des instruments scientifiques. Au centre du miroir principal se trouve le sous-système optique du sous-système optique arrière (AOS) avec un miroir tertiaire et un miroir à direction fine, qui effectue une stabilisation optique et concentre avec précision la lumière sur les capteurs des équipements scientifiques. Un miroir tertiaire sert également à éliminer les distorsions optiques communes à tous les télescopes optiques.


Au-dessus du sous-système optique AOS, des accessoires ASPA (AOS Source Plate Assembly) sont installés, qui sur le côté ressemblent à un «cône de nez» noir dépassant du centre du miroir principal. C'est en lui que se trouvent le miroir tertiaire et le miroir de réglage fin. Ce matériel de montage est requis pour préconfigurer le système optique AOS, et avant de se lancer en orbite, l'ASPA sera supprimée du télescope.

Lors des tests, le système ASPA a joué le rôle d '"étoiles artificielles", c'est-à-dire qu'il a généré des impulsions laser à différentes longueurs d'onde.



Dans la première partie des tests, ASPA a dirigé le laser directement dans l'optique AOS, d'où la lumière est tombée sur les instruments scientifiques à travers un miroir tertiaire et un miroir de réglage fin. Cette partie des tests a testé les performances du système AOS lui-même et l'interaction de l'optique avec les équipements scientifiques. Il est très important que le test ait confirmé la bonne installation du miroir tertiaire, car il est fixé de manière rigide et immobile, de sorte que sa position n'est pas réglable.

Dans la deuxième partie des tests, les faisceaux laser ASPA voyagent plus longtemps. Tout d'abord, ils sont envoyés au miroir secondaire, réfléchis par celui-ci sur le miroir principal, puis assemblés sur le miroir secondaire et de là, ils pénètrent dans le système AOS, en suivant le même chemin. Ce test complet concerne tous les systèmes optiques dans leur ensemble. Il vérifie non seulement l'alignement du miroir principal, mais vérifie également entièrement les performances de James Webb en tant que conception unique. Étant donné que le télescope lui-même génère des rayons et enregistre lui-même leur réflexion à partir de tous ses miroirs, un tel test peut être considéré dans un sens comme un autoportrait ou, comme il est maintenant à la mode de dire, "selfie" ou "self".

Les deux tests ont confirmé que les miroirs sont désormais correctement alignés les uns avec les autres - et ils peuvent également être alignés dans l'espace.


Chambre de test cryogénique James Webb

Avant de passer le test final, l'ingénieur en optique de Ball Aerospace, Larkin Carey, a aidé à se déployer au centre du miroir principal sur un tiroir et à photographier le reflet du miroir principal dans le secondaire. La NASA assure que pendant la procédure, tous les protocoles de sécurité pour travailler sur le miroir ont été strictement suivis. Tout était complètement stérile. Il semble qu'aucune particule étrangère ne soit tombée sur le miroir principal en béryllium avec un film d'or, et le réglage fin nanométrique des fixations est resté inchangé.


L'ingénieur connecte les câbles optiques à l'ASPA, se plaçant sur un tiroir au-dessus du miroir principal

Des protocoles de sécurité pour travailler sur le miroir sont nécessaires, car lors de la connexion ASPA, un tel travail devrait inévitablement être effectué: les ingénieurs ont installé et connecté manuellement plus de 100 câbles optiques sur le miroir principal.


L'ingénieur connecte les câbles optiques à l'ASPA, se plaçant sur un tiroir au-dessus du miroir principal

Une fois les tests cryogéniques terminés, l'optique et les instruments scientifiques du télescope James Webb seront transférés à la société Northrop Grumman en Californie, où il sera intégré aux éléments de l'engin spatial - un pare-soleil et un bus. Tous les éléments sont assemblés et deviendront l'observatoire spatial orbital nommé d'après James Webb. Après l'assemblage final, toute la structure sera à nouveau soumise à une série de tests et de simulations.

Le lancement du télescope James Webb est prévu au printemps 2019. Cet instrument scientifique sera l'observatoire spatial le plus puissant: au cours de la prochaine décennie, il deviendra une sorte de «yeux» de l'humanité dans l'espace.