Afin de savoir comment l'univers finira, nous devons savoir ce qui lui est arrivé jusqu'à présent. Ce n'est qu'un mystère que la prochaine mission du télescope d'enquête infrarouge à champ large (WFIRST) de la NASA abordera alors qu'elle explore le cosmos lointain. La caméra géante du vaisseau spatial, l'instrument à champ large (WFI), sera fondamentale pour cette exploration.

Le WFI vient de passer sa revue de conception préliminaire, une étape importante pour la mission. Cela signifie que le WFI a rencontré avec succès la conception, les exigences de calendrier et de budget pour passer à la prochaine phase de développement, où l'équipe commencera la conception détaillée et la fabrication du matériel de vol.

« Ce fut une revue de conception préliminaire exceptionnelle, fournissant un aperçu de l'énorme quantité d'ingénierie que cette équipe a accomplie en un court laps de temps, " a déclaré Jamie Dunn, Chef de projet WFIRST au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "L'équipe WFI est en bonne voie pour construire un instrument de classe mondiale pour le prochain grand observatoire de la NASA."

« La revue de conception préliminaire est une étape vitale de la mission car elle prend les idées d'ingénierie et les évalue par rapport à des critères stricts pour s'assurer qu'elles fonctionneront comme prévu, " a déclaré Mary Walker de Goddard, gestionnaire d'instruments pour le WFI. "C'est là que nous trouvons les choses que nous devons peaufiner pour que WFIRST puisse passer à la prochaine étape de son voyage."

Les ingénieurs intégreront les résultats de l'examen dans la prochaine itération de conception, préparer l'instrument à un test encore plus rigoureux :la revue critique de conception, actuellement prévu pour juin 2020. Cela impliquera des données provenant d'unités de test d'ingénierie WFI dans des environnements spatiaux simulés, y compris les tests à des températures cryogéniques.

WFIRST est un télescope spatial de nouvelle génération qui étudiera l'univers infrarouge au-delà de l'orbite de la Lune. Ses deux instruments sont une démonstration technologique appelée coronographe, et le WFI. Le WFI présente la même résolution angulaire que Hubble mais avec un champ de vision 100 fois supérieur. Les données qu'il recueille permettront aux scientifiques de découvrir de nouvelles informations détaillées sur les systèmes planétaires autour d'autres étoiles. Le WFI cartographiera également comment la matière est structurée et distribuée dans le cosmos, qui devrait permettre à terme aux scientifiques de découvrir le destin de l'univers.

Le WFI est conçu pour détecter une faible lumière infrarouge provenant de tout l'univers. La lumière infrarouge est observée à des longueurs d'onde plus longues que ce que l'œil humain peut détecter. L'expansion de l'univers étire la lumière émise par les galaxies lointaines, faisant apparaître la lumière visible ou ultraviolette comme infrarouge au moment où elle nous atteint. Ces galaxies lointaines sont difficiles à observer depuis le sol car l'atmosphère terrestre bloque certaines longueurs d'onde infrarouges, et la haute atmosphère brille suffisamment pour submerger la lumière de ces galaxies lointaines. En allant dans l'espace et en utilisant un télescope de la taille de Hubble, le WFI sera suffisamment sensible pour détecter la lumière infrarouge de plus loin que n'importe quel télescope précédent. Cela aidera les scientifiques à saisir une nouvelle vision de l'univers qui pourrait aider à résoudre certains de ses plus grands mystères, l'un d'eux est la façon dont l'univers est devenu ce qu'il est maintenant.

Le WFI permettra aux scientifiques de remonter très loin dans le temps. Voir l'univers à ses débuts aidera les scientifiques à comprendre comment il s'est développé tout au long de son histoire. Cela éclairera comment le cosmos s'est développé jusqu'à son état actuel, permettant aux scientifiques de prédire comment il continuera d'évoluer.

"Nous allons essayer de découvrir le destin de l'univers, " a déclaré Jeff Kruk de Goddard, le scientifique du projet WFIRST. "L'expansion de l'univers s'accélère, et l'une des choses que l'instrument à champ large nous aidera à déterminer est si l'accélération augmente ou ralentit."

Une explication possible de cette accélération est l'énergie noire, un phénomène inexpliqué qui représente actuellement environ 68 pour cent du contenu total du cosmos et peut changer à mesure que l'univers évolue. Une autre possibilité est que cette apparente accélération cosmique indique l'effondrement de la théorie de la relativité générale d'Einstein sur de vastes étendues de l'univers.

Le WFI testera ces idées en mesurant la matière dans des centaines de millions de galaxies lointaines grâce à un phénomène appelé lentille gravitationnelle faible. Les objets massifs comme les galaxies et les amas de galaxies courbent l'espace-temps, courber le chemin parcouru par la lumière qui passe à proximité. Cela crée une distorsion, vue agrandie des galaxies lointaines derrière eux. L'observation de ces galaxies lointaines montrera comment la matière est structurée dans l'univers et à travers le temps.

Toutes les enquêtes astronomiques que WFIRST effectuera reposent sur le WFI. Une structure optique extrêmement stable est nécessaire pour effectuer des mesures de haute précision avec le WFI et le coronographe. Assurer en outre la stabilité, WFIRST orbitera autour du deuxième point de Lagrange Soleil-Terre, ou L2. À cet endroit spécial au-dessus de 930, 000 miles (1,5 million de kilomètres) de la Terre, les forces gravitationnelles s'équilibrent pour maintenir les objets sur des orbites stables avec très peu d'assistance. La stabilité thermique d'un observatoire à L2 fournira une amélioration de dix fois au-delà de Hubble dans une grande partie des données que le WFI recueillera. Ce degré de stabilité est peu pratique avec des observatoires en orbite terrestre basse, comme Hubble.

Avec son large champ de vision, le WFI fournira une mine d'informations dans chaque image qu'il prendra. Cela réduira considérablement le temps nécessaire à la collecte de données, permettre aux scientifiques de mener des recherches qui seraient autrement impossibles.

« Vous pourriez faire la plupart de la science WFIRST avec Hubble, mais cela peut prendre mille ans, " a déclaré Kruk. "Nous ne voulons pas attendre aussi longtemps."

Avec l'achèvement réussi de l'examen de conception préliminaire du WFI, la mission WFIRST est en bonne voie pour son lancement prévu au milieu des années 2020. Les scientifiques pourront bientôt explorer certains des plus grands mystères du cosmos grâce au large champ de vision et à l'optique de précision du WFI.