Les ingénieurs et techniciens travaillant sur le télescope spatial James Webb ont réalisé avec succès la première mesure optique importante du miroir primaire entièrement assemblé de Webb, appelé test de centre de courbure.

Prendre une mesure optique "avant" du miroir déployé du télescope est crucial avant que le télescope n'entre dans plusieurs étapes de tests mécaniques rigoureux. Ces tests simuleront les environnements sonores et vibratoires violents que le télescope connaîtra à l'intérieur de sa fusée lors de sa sortie dans l'espace. Cet environnement est l'un des plus stressants structurellement et pourrait altérer la forme et l'alignement du miroir primaire de Webb, qui pourrait se dégrader ou, au pire des cas, ruiner ses performances.

Webb a été conçu et construit pour résister à son environnement de lancement, mais il doit être testé pour vérifier qu'il survivra effectivement et ne changera pas de manière inattendue. Faire les mêmes mesures optiques avant et après le test de l'environnement de lancement simulé et comparer les résultats est fondamental pour le développement de Webb, assurant qu'il fonctionnera dans l'espace.

"C'est le seul test de l'ensemble du miroir où l'on peut utiliser le même matériel lors d'un test avant et après, " dit Ritva Keski-Kuha, le responsable du test et le directeur adjoint du télescope de la NASA pour Webb au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Ce test montrera s'il y a des changements ou des dommages au système optique."

Pour effectuer le test, les ingénieurs optiques installent un interféromètre, le principal appareil utilisé pour mesurer la forme du miroir de Webb. Les ondes de lumière visible mesurent moins d'un millième de millimètre de long, et les optiques comme celles de Webb doivent être façonnées et alignées encore plus précisément que cela pour fonctionner correctement. La mesure de la forme et de la position du miroir au laser évite les contacts physiques et les dommages (rayures sur le miroir). Les scientifiques utilisent donc les longueurs d'onde de la lumière pour effectuer de minuscules mesures. En mesurant la lumière réfléchie par l'optique à l'aide d'un interféromètre, ils sont capables de mesurer des changements de forme ou de position extrêmement faibles. Un interféromètre tire son nom du processus d'enregistrement et de mesure des modèles d'ondulation qui se produisent lorsque différents faisceaux de lumière se mélangent et que leurs ondes se combinent ou « interfèrent ».

Lors du test mené par une équipe de la NASA Goddard, Boule Aérospatiale de Boulder, Colorado, et le Space Telescope Science Institute à Baltimore Maryland, les conditions de température et d'humidité dans la salle blanche ont été maintenues incroyablement stables pour minimiser la dérive des mesures optiques sensibles au fil du temps. Toutefois, de minuscules vibrations sont omniprésentes dans la salle blanche et provoquent une gigue lors des mesures, donc l'interféromètre est un "haute vitesse", prendre 5, 000 'images' chaque seconde, ce qui est un taux plus rapide que les vibrations de fond elles-mêmes. Cela permet aux ingénieurs de soustraire la gigue et d'obtenir de bons, résultats nets.

Le test du centre de courbure mesure la forme du miroir principal de Webb en comparant la lumière réfléchie par celui-ci avec la lumière d'un hologramme généré par ordinateur qui représente ce que le miroir de Webb devrait idéalement être. En interférant le faisceau de lumière de Webb avec le faisceau de l'hologramme de référence, l'interféromètre compare avec précision les deux en mesurant la différence avec une précision incroyable. "L'interférométrie utilisant un hologramme généré par ordinateur est un test optique moderne classique utilisé pour mesurer les miroirs, " dit Keski-Kuha.

Avec le plus grand miroir de tous les télescopes spatiaux, prendre cette mesure est un défi. "Nous avons passé les quatre dernières années à préparer ce test, " a déclaré David Chaney, Le principal responsable de la métrologie des miroirs de Webb chez Goddard. "Les défis de ce test incluent la grande taille du miroir primaire, le grand rayon de courbure, et le bruit de fond. Notre test est si sensible que nous pouvons mesurer les vibrations des miroirs dues aux personnes qui parlent dans la pièce."

Après le retour des mesures de l'interféromètre, l'équipe analysera les données pour s'assurer que les miroirs sont parfaitement alignés avant les tests de l'environnement de lancement. Le test du centre de courbure sera répété après les tests de l'environnement de lancement et les résultats comparés pour confirmer que l'optique de Webb fonctionnera après leur lancement dans l'espace.

Le télescope spatial le plus puissant jamais construit, le télescope Webb fournira des images des premières galaxies jamais formées, et explorez des planètes autour d'étoiles lointaines. C'est un projet commun de la NASA, l'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale canadienne.