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    L'autoportrait du télescope spatial James Webb de la NASA marque un test critique

    L'ingénieur optique Ball Aerospace Larkin Carey se reflète dans le miroir secondaire du télescope spatial James Webb, alors qu'il photographie la ligne de mire du matériel utilisé lors d'un test important de l'optique du télescope. Crédit :Ball Aerospace

    Ce qui semble être une opportunité de selfie unique était en fait une photo critique pour les tests cryogéniques du télescope spatial James Webb de la NASA dans la chambre A du Johnson Space Center de la NASA à Houston. La photo a été utilisée pour vérifier la ligne de visée (ou le chemin parcouru par la lumière) pour la configuration de test.

    Au cours des tests cryogéniques approfondis de Webb, les ingénieurs ont vérifié l'alignement de toutes les optiques du télescope et ont démontré que les segments individuels du miroir primaire peuvent être correctement alignés les uns par rapport aux autres et au reste du système. Tout cela s'est produit dans des conditions de test qui ont simulé l'environnement spatial où Webb opérera, et où il collectera des données sur des parties de l'univers jamais observées auparavant. La vérification de l'optique en tant que système est une étape très importante qui garantira que le télescope fonctionnera correctement dans l'espace.

    Le test réel de l'optique impliquait un équipement de support appelé l'ASPA, un acronyme imbriqué qui signifie "AOS Source Plate Assembly". L'ASPA est un élément matériel qui se trouve au sommet du sous-système optique arrière (AOS) de Webb, qui est reconnaissable comme un "cône de nez" noir qui dépasse du centre du miroir primaire de Webb. L'AOS contient les miroirs tertiaires et à orientation fine du télescope. L'ASPA est un matériel de test au sol, et il sera retiré du télescope avant d'être lancé dans l'espace.

    La lumière des objets dans l'espace est capturée et réfléchie par le miroir primaire d'un télescope comme Webb. Le miroir primaire légèrement incurvé (parabolique concave) réfléchit un faisceau de lumière plus focalisé vers le miroir secondaire rond. Le miroir secondaire est courbé vers l'extérieur (convexe hyperbolique), et il réfléchit un faisceau de lumière encore plus concentré vers le centre du miroir primaire. Dans le cas de Webb, le sous-système optique arrière (AOS) est au centre du miroir primaire. Il contient les rétroviseurs tertiaires et de direction fine, qui concentrent et dirigent davantage la lumière vers les instruments scientifiques. Le miroir tertiaire sert également à minimiser les aberrations optiques courantes dans les télescopes réfléchissants. Crédit :NASA, ESA, et G. Bacon (STScI)

    Lors des tests, l'ASPA a alimenté la lumière laser de diverses longueurs d'onde infrarouges dans et hors du télescope, agissant ainsi comme une source d'étoiles artificielles. Dans la première partie du test optique, appelé le test « demi-passé », l'ASPA a alimenté la lumière laser directement dans l'AOS, où il a été dirigé par les miroirs tertiaires et de précision vers les instruments scientifiques de Webb, qui se trouvent dans un compartiment directement derrière le miroir primaire géant. Ce test permet aux ingénieurs d'effectuer des mesures de l'optique à l'intérieur de l'AOS, et comment l'optique interagissait avec les instruments scientifiques. De manière critique, le test a vérifié le miroir tertiaire, qui est immeuble, était correctement aligné sur les instruments.

    Dans une autre partie du test, appelé le test « réussite et demi », la lumière a voyagé dans un chemin inverse à travers l'optique du télescope. La lumière a de nouveau été introduite dans le système à partir de l'ASPA, mais vers le haut, au miroir secondaire. Le miroir secondaire réfléchissait ensuite la lumière vers le miroir primaire, qui l'a renvoyé vers le haut de la chambre A. Des miroirs en haut de la chambre ont renvoyé la lumière vers le bas, où il a suivi son chemin normal à travers le télescope jusqu'aux instruments. Cela a vérifié non seulement l'alignement du miroir primaire lui-même, mais aussi l'alignement de l'ensemble du télescope - le miroir primaire, miroir secondaire, et les miroirs tertiaires et à direction fine à l'intérieur de l'AOS.

    Pris ensemble, les tests de réussite et de réussite et demie ont démontré que toutes les optiques du télescope sont correctement alignées et qu'elles peuvent être réalignées après avoir été déployées dans l'espace.

    Gros plan sur l'ingénieur optique de Ball Aerospace Larkin Carey connectant la fibre optique à l'assemblage de la plaque source de l'AOS (ASPA) au-dessus du miroir principal du télescope spatial James Webb, tout en étant attaché à un « plongeoir ». Tous les outils étaient également attachés, et tous les protocoles de sécurité pour travailler sur le miroir ont été suivis de près. Crédit :Ball Aerospace

    La photo, cassé par l'ingénieur optique de Ball Aerospace Larkin Carey après que les connexions finales de fibre optique entre l'ASPA et la source laser à l'extérieur de la chambre ont été faites, vérifié la ligne de visée pour la partie réussite et demie du test. L'image a été comparée à une image collectée une fois que le télescope était froid à l'intérieur de la chambre, pour s'assurer que tout obscurcissement observé était dû au matériel ASPA et ne serait pas présent lors de la collecte de données scientifiques en orbite.

    Dans la photo, Carey est attelé à un « plongeoir » au-dessus du miroir principal. Tous les outils (y compris la caméra) étaient attachés, et tous les protocoles de sécurité pour travailler sur le miroir ont été suivis de près. Carey a fait face vers le haut et a pris la photo du miroir secondaire pour vérifier la ligne de visée ASPA. Le miroir secondaire le reflète ainsi que l'AOS, l'ASPA, et le miroir primaire ci-dessous.

    « Un équipement complexe est nécessaire pour tester un instrument aussi complexe que le télescope Webb. L'ASPA nous a permis de tester directement les alignements des clés pour nous assurer que le télescope fonctionne comme prévu, mais son emplacement signifiait que nous devions faire installer à la main par une personne plus de 100 câbles à fibres optiques sur le miroir primaire, " a déclaré Allison Barto, Responsable du programme des télescopes Webb chez Ball Aerospace. "Cette tâche difficile, que Larkin a répété plusieurs fois pour s'assurer qu'il pouvait être exécuté en toute sécurité, a également offert la possibilité de vérifier les alignements en prenant ce « selfie » avant d'entrer dans le test."

    L'ingénieur optique de Ball Aerospace, Larkin Carey, est montré en train de connecter des fibres optiques à l'assemblage de la plaque source de l'AOS (ASPA) au-dessus du miroir principal du télescope spatial James Webb, tout en étant attaché à un « plongeoir ». Tous les outils étaient également attachés, et tous les protocoles de sécurité pour travailler sur le miroir ont été suivis de près. Crédit :NASA/Desiree Stover

    Une fois les tests cryogéniques à Johnson terminés, Le voyage combiné des instruments scientifiques et de l'optique de Webb à Northrop Grumman à Redondo Beach, Californie, où ils seront intégrés à l'élément du vaisseau spatial, qui est le bus combiné pare-soleil et vaisseau spatial. Ensemble, les pièces forment l'observatoire complet du télescope spatial James Webb. Une fois totalement intégré, l'ensemble de l'observatoire subira d'autres tests lors de ce qu'on appelle les « tests au niveau de l'observatoire ». Ce test est la dernière exposition à un environnement de lancement simulé avant les tests de vol et de déploiement sur l'ensemble de l'observatoire.

    Webb devrait être lancé depuis Kourou, Guyane Française, au printemps 2019.


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