Une nouvelle étape de franchie : l’optique du JWST fonctionne avec succès
C’est une nouvelle fabuleuse! Les étapes critiques d’alignement des miroirs, montrent que les performances optiques du JWST peuvent atteindre, voire dépasser, les objectifs scientifiques pour lesquels l’observatoire a été construit. Comme le confie Pierre-Olivier Lagage, responsable scientifique pour la France et co-Principal Investigateur de MIRI:
“Nous pouvons maintenant y croire! Il y avait deux étapes importantes dans cette aventure: le lancement et l’alignement des segments et de l’optique en général. Tout s’est merveilleusement déroulé, et nous savons maintenant que la moisson scientifique va être exceptionnelle, au-delà même de nos espérances!”
En effet, le 11 mars, la première étape de l’alignement fin des 18 segments qui composent le miroir primaire s’est terminée. C’était une étape clé pour la mise en service du télescope : chaque paramètre optique a été consciencieusement examiné et testé et l’ensemble fonctionne selon, voire au-dessus des attentes. Aucun problème critique n’a été détecté, que ce soit en matière de contamination mesurable ou d’un éventuel blocage dans le trajet optique. L’observatoire sera en mesure de recueillir avec succès la lumière des objets distants et de l’envoyer aux instruments sans aucun problème.
Bien que le but de cette image était de se concentrer sur l’étoile brillante du centre pour évaluer l’alignement du télescope, les systèmes optiques du JWST et de NIRCam sont si sensibles que l’on peut voir les galaxies et les étoiles en arrière-plan. À ce stade de l’alignement des miroirs de Webb, connu sous le nom de “phase fine”, chacun des segments du miroir primaire a été ajusté pour produire une image unifiée de la même étoile en utilisant uniquement l’instrument NIRCam. Cette image de l’étoile, appelée 2MASS J17554042+6551277, utilise un filtre rouge pour optimiser le contraste visuel.
Credits : NASA/STScI
“Il y a plus de 20 ans, l’équipe du JWST a entrepris de construire le télescope le plus puissant que personne n’ait jamais mis dans l’espace et a élaboré une conception optique audacieuse pour atteindre des objectifs scientifiques exigeants”, a déclaré Thomas Zurbuchen. administrateur associé de la Direction des missions scientifiques de la NASA à Washington. “Aujourd’hui, nous pouvons dire que cette conception était la bonne et donnera des résultats fantastiques.”
Bien que le JWST soit à quelques mois de pouvoir enfin présenter sa nouvelle vision du cosmos, atteindre cette étape signifie que l’équipe est confiante que le système optique du télescope, le premier de son genre, fonctionne le mieux possible.
“En plus de permettre l’incroyable science que le JWST réalisera, les équipes qui ont conçu, construit, testé, lancé et qui vont maintenant exploiter cet observatoire ont mis au point une nouvelle façon de construire des télescopes spatiaux.” a déclaré Lee Feinberg, Responsable principal de l’élément optique du JWST (OTE) au Centre des Vols Spatiaux Goddard de la NASA (GSFC) à Greenbelt (Maryland).
Le fait que phase de l’alignement fin du télescope soit terminée signifie aussi que l’imageur principal du JWST dans l’infrarouge proche, la caméra NIRCam, est maintenant parfaitement alignée avec les miroirs du télescope.
“Nous avons entièrement aligné et focalisé le télescope sur une étoile, et la performance dépasse les spécifications. Nous sommes enthousiasmés par ce que cela signifie pour la science “, a déclaré Ritva Keski-Kuha, responsable adjointe de l’élément optique du télescope (OTE) au Centre Goddard de la NASA Goddard. “Nous savons maintenant que nous avons construit le bon télescope.”
Ce nouveau « selfie » a été créé à l’aide d’une lentille d’imagerie pupillaire spéciale à l’intérieur de l’instrument de NIRCam qui a été conçue pour prendre des images des segments du miroir primaire plutôt que des images du ciel. Cette configuration n’est pas utilisée pendant les opérations scientifiques et est utilisée strictement à des fins d’ingénierie et d’alignement. Dans cette image, tous les 18 segments de miroir primaire du JWST sont montrés collectant ensemble la lumière de la même étoile. La tache diffuse autour du centre du miroir correspond à cette collection..
Crédits : NASA/STScI
Au cours des six prochaines semaines, les ingénieurs procéderont aux étapes d’alignement restantes avant la préparation finale des instruments scientifiques. Il faut maintenant aligner davantage le télescope pour inclure le spectrographe proche infrarouge (NIRSpec), l’instrument qui observera dans l’infrarouge thermique (MIRI), l’imageur proche infrarouge et le spectrographe sans fente Canadien (NIRISS). Au cours de cette phase du processus, un algorithme évaluera les performances de chaque instrument, puis calculera les corrections finales nécessaires pour obtenir un télescope bien aligné sur tous les instruments scientifiques. Ensuite, l’étape finale d’alignement du JWST commencera, qui consistera à ajuster toute petite erreur de positionnement résiduelle dans les segments de miroir.
L’équipe est sur la bonne voie pour conclure tous les aspects de l’alignement du télescope optique d’ici début mai, voire avant, avant de passer pour environ deux mois, à la préparation des instruments scientifiques. Les premières images et données scientifiques en pleine résolution du JWST seront publiées cet été.
(D’après le communiqué de Presse 22-024 de la NASA en date du 16 mars 2022)
SU-PER ! c’est tout ce qu’il y a à dire !
Cette image de l’étoile est émouvante ! et …encore plus, ….les lueurs d’arrière-plan, tellement prometteuses, !.
Bravo à tous (j’imagine que vous allez inviter tous ceux qui, de la conception à la réalisation …..et à l’obtention de cette magnifique image, ont travaillé au projet JWST : c’est une étape à fêter comme il se doit…..et …..attention……même les retraités…!)
je lève mon verre à ce jour…..et aux jours à venir !
Oui, je ne saurais choisir le qualificatif: fabuleux ou émouvant? les deux sans nul doute. Cette première image est juste phénoménale. Nous sommes tous extrêmement excités.
La grande fête où nous lèverons tous nos verres (à laquelle je ne manquerai pas de vous inviter!) sera lorsque nous obtiendrons cet été la première image scientifiquement utile obtenue avec MIRI (qui je l’espère sera celle d’un objet que personnellement j’étudie depuis 35 ans, la supernova SN 1987A). En attendant, il nous faut calibrer, caractériser, analyser. Cela prendra quelque temps, mais toute cette extraordinaire aventure se déroule tellement bien que les plus fous espoirs nous sont maintenant permis!
Bien à vous,
Patrice
Je ne comprends pas cette histoire d’alignement sur tous les instruments.
Le télescope étant ce qu’il est, le foyer est dans une position précise dans le plan focal.
Quand on passe d’un instrument à l’autre il y a-t-il une mécanisme qui déplace un instrument donné vars le foyer?
Ou alors déplace-t-on le foyer en jouant sur l’orientation/position du miroir secondaire ?
Ou une autre solution ?
Merci d’avance
Bonjour Jean,
Désolé de répondre si tardivement! Un miroir plan est utilisé pour passer d’un instrument à l’autre, et un mécanisme permet d’orienter (translation et inclinaison) chaque instrument pour ajuster le foyer. Aucun mécanisme sur le secondaire.
Je complète: après la phase fine (étape 5), nous avons tous constaté avec cette première image absolument magnifique que le télescope était bien aligné dans le champ de vision de NIRCam. Il s”agit maintenant d’étendre l’alignement au reste des instruments.
Au cours de cette phase du processus de mise en service, des mesures seront prises à plusieurs endroits dans chacun des instruments scientifiques, comme indiqué dans la figure (simulation) reproduite ci-dessous. Une plus grande variation d’intensité indiquera des erreurs plus importantes à ce point particulier du champ. Un algorithme calculera les corrections finales nécessaires pour obtenir un télescope bien aligné sur tous les instruments scientifiques.
Bonjour,
Quelle est la caméra la plus rapide ? FGS ?
Quelle résolution temporelle ?
Merci pour ce site.
Jean,
Bien sûr, c’est la caméra du FGS qui sera la plus rapide!
Avec une sous-matrice de 8 pixels^2 chaque trame pourra être obtenue toutes les 0.0013 s; avec une matrice de 32 x 32, ce sera chaque 0.012 s, et avec celle de 128 x 128, toutes les 0.18 s. Ce qui est exceptionnel!
En comparaison, le temps de lecture le plus court pour NIRCam sera de 0.05 s pour une matrice 64 x 64 (à noter qu’en cas d’utilisation du grisme pour les observations TSO, le délai est de 0.67 s!, alors que pour MIRI dans la configuration 64 x 64, le temps minimum sera de 0.08 s (ce qui n’est pas si mal!).