Le vaisseau spatial et OTIS communiquent !

Il s’agit d’une étape importante vers l’aboutissement du programme : les équipes de NGAS (Northrop Grumman Aerospace Systems), de Ball Aerospace, et du centre Goddard de la NASA ont profité d’une occasion qui leur a été donné pour réaliser le test optionnel sans risque qui consistait à connecter électriquement les deux moitiés de l’observatoire, à savoir le vaisseau spatial et le télescope avec son instrumentation associée (ie. l’OTIS) et ce, plusieurs mois avant ce qui était planifié. Ainsi, si le moindre problème était survenu, les ingénieurs et techniciens auraient eu davantage de temps pour le résoudre sans causer de délais supplémentaires.

Chaque pièce du JWST a subi des batteries de tests rigoureux dans des installations historiques mais de dernier cri à travers les Etats-Unis. Ce qui donne la garantie que l’observatoire dans son ensemble est fin prêt pour survivre à la rudesse inhérente à un lancement de fusée, ainsi qu’à des années d’exposition continue dans les conditions extrêmes qui règnent à 1,5 millions de kilomètres de la Terre.

Ce que nous venons de réaliser c’est la connexion électrique entre le télescope avec son instrumentation associée et le vaisseau spatial, afin de mieux comprendre toutes les subtilités de l’interface électrique. Plus spécifiquement, dans ce test, le vaisseau spatial a piloté les mouvements du miroir du télescope, ce qu’a pu confirmer en retour le télescope par télémétrie. Quand bien même avions nous testé chaque moitié avec un simulateur de l’autre durant leur construction réalisée en parallèle, rien ne vaut le test qui consiste à connecter une chose réelle avec une autre tout aussi réelle. Pendant que l’écran solaire était réassemblé pour être placé dans son environnement de tests, nous avons su profiter du temps disponible pour réaliser ce galop d’essai qui nous permet de limiter les risques de délai supplémentaire dans le programme. Les tests complets, électriques et informatiques, seront conduits l’année prochaine lorsque l’observatoire au complet sera entièrement assemblé dans sa configuration de vol.
Mike Menzel
Ingénieur Système de la mission JWST
Ce test nous offre aussi un bonus : c’est la première fois que nous avons pu nous assurer que les deux équipes qui ont travaillé séparément pendant des années à construire et tester les deux moitiés du JWST, sont capables d’opérer comme une seule et même équipe au service de l’observatoire complet. Nous sommes tout à fait enthousiasmés par le fait que ceci a été accompli avec un franc succès.
Jeff Kirk
Leader des opérations de tests

Tests Optiques de l’Imageur de MIRI au CEA

A quelque chose malheur est bon! Le fait que le lancement du JWST soit reporté au mois de mars 2021 permet aux équipes en charge des instruments d’en parfaire la caractérisation. Ainsi, l’équipe française qui a conçu, réalisé et testé (d’abord au Rutherford Appleton Laboratory en Angleterre, puis au centre Goddard de la NASA à Greenbelt dans le Maryland, GSFC) l’imageur de l’instrument MIRI (MIRIM), a procédé d’avril 2018 à juin 2018, puis du 4 au 14 octobre 2018, à une série de tests permettant d’en évaluer les qualités optiques.

 

Ces tests se sont déroulés dans les installations du département d’Astrophysique du CEA/Irfu, à Saclay.

Pour ce faire, un montage optique produisant la pupille du JWST, et le module de rechange de l’imageur sont utilisés. Quelques filtres identiques à ceux qui sont installés dans le module de vol, ainsi qu’une copie du double prisme (DPA, pour Double Prism Assembly) permettant l’obtention de spectres de basse résolution spectrale, ont été placés dans la roue. Enfin, un monochromateur produit des images à des longueurs d’onde discrètes, entre 3 et 20 microns. L’objectif immédiat de ces tests est d’évaluer les performances optiques de l’imageur, en particulier la qualité des images à différentes longueur d’onde entre 3 et 15 microns, à l’aide du double prisme ou en imagerie directe.

Montage optique reproduisant la pupille du JWST, dans les locaux du département d’Astrophysique du CEA/Irfu, à Saclay

Bien sûr, il faut nous attendre à ce que les mesures effectuées en orbite soient affectées d’effets que nous ne pouvons pas simuler depuis la Terre (et que nous ne connaissons pas !). Néanmoins, les tests que nous réalisons au CEA sont cruciaux pour nous permettre d’évaluer les propriétés optiques intrinsèques à l’imageur lui-même en particulier la qualité des images entre 5 et 15 microns, ainsi que la résolution et la dispersion spectrale du double prisme.
Patrice Bouchet
Chef de Projet du Centre d’Expertise MIRI

2ème objectif

Un second objectif est de parfaire les méthodes d’analyse des observations de transit de planètes extrasolaires : de tels transits sont réalisés à l’aide d’un montage optique qui simule le passage d’un objet dans le faisceau lumineux provenant d’une source brillante. Un filtre de calibration logé dans le dispositif occultant simule l’atmosphère de l’exoplanète.
Les données obtenues sont ensuite analysées avec des outils de haut niveau développés au CEA.

 

Images à des longueurs d’onde discrètes entre 5 et 12 microns, vues à travers le DPA.

Les observations d’exoplanètes que nous réaliserons avec le JWST seront extrêmement délicates, et nous devrons utiliser des méthodes très sophistiquées qui font appel à l’état de l’art dans le domaine pour mettre en évidence le passage d’une exoplanète devant son étoile. Les tests réalisés au CEA nous préparent de la meilleure manière possible à l’analyse des données que nous sommes en droit d’attendre du JWST lorsqu’il sera en orbite, et ainsi d’améliorer les outils que nous développons au CEA !
Pierre-Olivier Lagage
Responsable Français de l’instrument MIRI
JWST