Enfin à Kourou!

C’est maintenant officiel ! Le JWST est arrivé en Guyane…

Peu de missions en sciences spatiales ont été aussi attendues que le JWST. C’est le futur grand observatoire des sciences de l’espace après Hubble, Chandra, Herschel et Spitzer. Conçu au moment même où s’envolait le Télescope Spatial Hubble il devrait résoudre des questions sans réponse sur l’Univers et de voir plus loin dans nos origines : de la formation des étoiles et des planètes à la naissance des premières galaxies…

Bien que le télescope ne pèse que six tonnes, il mesure plus de 10,5 m de haut et près de 4,5 m de large lorsqu’il est replié. Il a été expédié en position pliée dans un conteneur de 30 m de long qui, avec un équipement auxiliaire, pèse plus de 70 tonnes. C’est une mission si exceptionnelle qu’un véhicule articulé lourd a été amené à bord du MN Colibri (voir la page dédiée à ce transporteur ici) pour le transporter soigneusement vers le port spatial.

Arrivée JWST (CU1) au Port de Pariacabo, le 12/10/2021.

Zone de lancement d’Ariane 5 (plus tard Ariane 6) mais déjà de VEGA, au centre spatial Européen de Kourou

Les installations de préparation et d’intégration sont prêtes depuis longtemps pour l’arrivée de l’observatoire. 

 

Comme protection supplémentaire contre la contamination, les salles « blanches » (pour dire propres, c’est-à-dire en dehors de toutes contaminations) ont été équipées de murs supplémentaires de filtres à air et un rideau dédié protégera l’ensemble du JWST (télescope, avionique et écran thermique) après son montage sur la fusée.

 

Cette campagne de lancement implique plus de 100 spécialistes. 

Deux équipes travailleront séparément pour préparer le télescope et le lanceur jusqu’à fusionner pour installer le télescope dans sa fusée pour un décollage que nous pouvons espérer mémorable. 

 

Lorsque le JWST arrivera à l’aire de lancement, il sera déballé dans une enceinte spéciale propre à Ariane 5, où il sera examiné pour s’assurer qu’il n’a pas été endommagé par son voyage et qu’il est en bon état de fonctionnement. Parallèlement aux préparatifs spécifiques du JWST, des pièces d’Ariane 5 venues d’Europe au début du mois de septembre 2021, spécialement manufacturées pour modifier les conditions de dépressurisation lors de l’ouverture de la coiffe, seront intégrées dans le lanceur.

Ariane-espace peut se prévaloir d’un excellent bilan qui s’étend sur plus de 100 lancements et trois décennies d’activité. Le grand carénage d’Ariane 5 ECA, d’un diamètre de 5,4 m et d’une hauteur de 17 m, offre suffisamment d’espace pour les composants pliés du JWST, son écran solaire et ses miroirs.

Tout est donc en place maintenant, à nous (en Particulier les membres de l’équipe du centre d’Expertise Français) non seulement de croiser les doigts, mais surtout de nous préparer a effectuer au Mieux la recette en vol, avant les premières observations scientifiques!

Le Télescope Harmonique

Le James Webb Space Telescope (JWST, ou simplement Webb), dont le lancement est prévu le 18 décembre 2021, est une mission emblématique mondiale offrant des perspectives scientifiques exceptionnelles. Il va révolutionner notre compréhension des mystères de l’Univers depuis les premières lumières de l’univers, l’assemblage des galaxies, jusqu’à la naissance des (proto) systèmes stellaires, et les exoplanètes.

Le département du LESIA de l’Observatoire de Paris, l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) de l’Université Paris Saclay, le Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (Pytheas) ont œuvré sous la maîtrise d’œuvre du Département d’Astrophysique du CEA – Saclay, sous l’égide du CNES, à la conception et la réalisation du composant de l’instrument MIRI (Mid-InfraRed Instrument) un des 4 instruments du JWST, qui concerne l’imageur, les coronographes et la spectroscopie de basse résolution pour des observations qui seront effectuées dans le domaine de l’infrarouge thermique ( de 5 à 28 micron de longueur d’onde). 

C’est le seul instrument à bord du JWST qui observera dans cette fenêtre spectrale. Il va notamment permettre l’étude des exoplanètes dans une gamme spectrale très peu explorée jusqu’à présent, ce qui devrait mettre en évidence l’existence de diverses molécules qui seraient impossible de détecter à de plus courtes longueurs d’onde.

 

 

La participation française est excellemment positionnée, et il nous revient de collectivement la valoriser au maximum.

Le Telescope Harmonique est un projet de médiation scientifique qui a germé dès 2019 au CEA pour résonner avec le lancement du télescope Webb prévu fin 2021.

Pour partager la démarche scientifique et technique mise en œuvre dans la quête des exoplanètes une équipe formée de scientifiques et de communicants a développé ce projet de médiation sous forme d’une expérience ludique, artistique et interactive. Nous avons fait appel au Studio Cubozoa réunissant toutes les compétences requises pour répondre au cahier des charges. Cette nouvelle offre de jeu collectif, entre escape game et expériences musicales immersives, permettra aux participants de résoudre collectivement (par groupe de 9 pendant 40 min), à partir de données scientifiques réelles, l’identification d’une exoplanète par le biais d’une analogie musicale pour toucher le plus grand nombre.

 

Début 2020, le projet entre en phase de conception.

L’ESA, la NASA et Arianespace ont défini le samedi 18 décembre 2021 comme date prévue de lancement d’Ariane 5. Ce grand jour va couronner les efforts des milliers de personnes travaillant sur le projet depuis de nombreuses années.  Avoir un évènement à la cité des sciences, ou un autre lieu rassemblant du grand public, pour relayer cette aventure scientifique serait l’idéal. 

Nous sommes motivés pour que le jeu du Télescope Harmonique soit accessible pendant cette période autour du lancement.  

Le jeu du Télescope Harmonique est une opportunité. Pendant le mois de voyage du satellite vers son orbite, des événements exceptionnels se dérouleront car ça sera la première fois qu’un satellite va se déployer dans l’espace. Il y a de quoi maintenir en haleine le grand public. La NASA, l’ESA, les organismes français impliqués relaieront vers un large public ces moments forts.

Notre dispositif en lien avec le Webb est un bel outil de médiation pour créer un lien entre le grand public et cette aventure scientifique unique.

Présentation finale

En mars 2021 

Le dispositif « Télescope Harmonique » est parti dans sa phase de réalisation avec pour objectif d’être présenté dans sa version finale au public de la Cité des sciences et de l’industrie, à l’occasion notamment de la Fête de la science 2021.


Pendant la fête de la science, les 1, 2 et 3 octobre

A la cité des sciences, nous avons organisé 17 séances pour 75 élèves le vendredi et 120 personnes du grand public pendant le week-end du 2 et 3 octobre.

Photo prise pendant la fête de la science à la Cité des sciences et de l‘industrie en octobre 2021.

crédit ©E. Laurent/EPPDCSI

Rendez-vous, donc, pour des prochaines dates pour jouer au télescope harmonique!

The LABCOM INCLASS

Le LabCom Innovative Common Laboratory For Space Spectroscopy (INCLASS) mis en place entre l’Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) et la PME ACRI-ST a pour but le  développement de nouvelles méthodologies pour la fusion des données d’imagerie et de spectroscopie.

Ces méthodologies seront appliquées aux données de l’imageur et du spectrometre MRS de l’instrument MIRI du JWST, et des missions Sentinel 2 et 3 du programme européen Copernicus. Le LabCom a été créé le 1er mai 2021, et est financé par l’Agence nationale de la Recherche (ANR) pour une durée de quatre années.   Il apportera au centre d’expertise MICE des compétences complémentaires sur le spectromètre MRS, ainsi que sur la fusion des données imageur-MRS. 

 

The Innovative Common Laboratory For Space Spectroscopy (INCLASS) set up between the Institut d’Astrophysique Spatiale (IAS) and the SME ACRI-ST aims to develop new methodologies for spectral-imaging data fusion.

  These methodologies will be applied to data taken by the imager and the spectrometer MRS of the JWST/MIRI instrument, and to data taken by the Sentinel 2 and 3 missions of the European Copernicus programme. 

 

The LabCom was created on 1 May 2021, and is funded by the French National Research Agency (ANR) for a period of four years. It will provide the MICE centre of expertise with complementary expertise on the MRS spectrometer, as well as on MRS-imager data fusion.

 

Fore more information see here if you have any questions.

Programs & Projects Accomplishments

The following tables contain a record of program and project accomplishments since 2015 (source from NASA)

Meetings and Conferences

All meetings and conferences inspired by or relevant to JWST and MIRI

Tools

Documents

Detectors

Pipeline

Data rate

Simulator

High level Data analysis tools

Nouvelle Date du lancement

Après avoir analysé les derniers tests concernant la dépressurisation de la coiffe au moment de la libération du satellite (voir Actualité du 02 Septembre 2020 « La Modification du Carénage d’Ariane 5 »), Arianespace, le fournisseur de services de lancement européen, a défini conjointement avec la NASA et l’ESA le 18 décembre 2021 comme date de lancement prévue pour le vol VA256. Ce troisième lancement d’Ariane 5 de l’année 2021 mettra sur orbite le télescope spatial James Webb (JWST) depuis le port spatial européen en Guyane française. Ce sera le troisième lancement d’Ariane 5 de l’année, après VA254, qui a été un succès le 30 juillet 2021, et VA255, prévu pour le 22 octobre 2021. Le télescope spatial hautement complexe repose actuellement dans sa configuration de rangement finale dans les installations de Northrop Grumman à Redondo Beach, en Californie.

« Webb est une mission exemplaire qui symbolise la persévérance ! Je suis extrêmement reconnaissant à notre équipe dévouée et nos partenariats mondiaux qui ont rendu cette entreprise incroyable possible. Ensemble, nous avons surmonté des obstacles techniques en cours de route ainsi que des défis pendant la pandémie de coronavirus. Je suis également reconnaissant du soutien indéfectible du Congrès. Maintenant que nous avons un observatoire et une fusée prêtes à être lancées, j’ai hâte au grand jour et à la science extraordinaire à venir. »

Gregory L. Robinson, directeur de programme du JWST au siège de la NASA à Washington.

« Nous sommes extrêmement honorés de mettre sur orbite le JWST avec Ariane, une « première » pour Arianespace et l’équipe spatiale européenne. Pendant 14 ans, nos équipes ont travaillé fort pour les débuts du Webb, qui sont maintenant prévus pour le 18 décembre 2021. Il est passionnant de savoir qu’une fois qu’Ariane 5 aura livré cette mission, nous en saurons bientôt plus sur les secrets les plus profonds de notre Univers, en particulier comment les premières galaxies, étoiles et planètes sont nées et ont évolué depuis. »

Stéphane Israël, PDG d’Arianespace

Beatriz Romero, responsable du projet JWST chez Arianespace, a ajouté :

« Aujourd’hui, nous entrons dans la phase finale de préparation de la campagne de lancement. Devant nous, nous verrons des jalons importants, comme l’accouplement du satellite avec le lanceur, qui nécessiteront le plus haut niveau de compétence, de dévouement et d’excellence. Toutes nos équipes en Europe continentale et en Guyane française se concentrent sur cette mission et sont en contact quotidien avec nos partenaires ESA et NASA, et nos équipes ».

La mission VA256 utilisera le lanceur lourd Ariane 5, un programme de l’ESA mené en coopération entre les institutions publiques et l’industrie. ArianeGroup est l’entrepreneur principal pour le développement et la production d’Ariane 5, ainsi que responsable des opérations de campagne jusqu’au décollage. Ariane 5 est commercialisée et exploitée par Arianespace depuis le Centre Spatial Guyanais de Kourou, avec la participation de l’agence spatiale française CNES, en tant que responsable de la conception et de la maintenance de la gamme de lancement et des installations de préparation des satellites.

Des étapes importantes du programme de lancement ont déjà été franchies ou sont à venir, tels que l’examen final de l’analyse de mission pour son lancement le 1er juillet 2021, l’expédition des éléments du lanceur Ariane 5 de l’Europe continentale à la Guyane française le 17 août, 2021, ou l’expédition prévue de Webb en Guyane, d’ici octobre 2021.

Arianespace utilise l’espace pour améliorer la vie sur Terre en fournissant des services de lancement pour tous les types de satellites sur toutes les orbites. Depuis 1980, le groupe a mis sur orbite plus de 900 satellites, utilisant sa famille de trois lanceurs, Ariane, Soyouz et Vega, depuis des sites de lancement en Guyane française et depuis les cosmodromes russes de Baïkonour et de Vostochny. Arianespace a son siège à Evry, près de Paris, et dispose d’une installation technique au Centre Spatial Guyanais en Guyane française, ainsi que de bureaux locaux à Washington, D.C., Tokyo et Singapour. Arianespace est une filiale d’ArianeGroup, qui détient 74% de son capital, le solde étant détenu par 15 autres actionnaires de l’industrie européenne des lanceurs.

(d’après le communiqué de presse 21-113 de la NASA, publié le 8 septembre 2021, et le communiqué de presse publié par Arianespace le même jour).

Malgré la COVID-19, tout est prêt pour le lancement !

Le mois de février a marqué des progrès importants pour le JWST, qui a terminé ses essais fonctionnels finaux à Northrop Grumman, à Redondo Beach, en Californie. Les équipes de test ont réussi deux étapes importantes qui ont confirmé que l’électronique interne de l’observatoire fonctionne comme prévu, et que le vaisseau spatial et ses quatre instruments scientifiques peuvent envoyer et recevoir des données correctement via le même réseau qu’ils utiliseront dans l’espace. Ces jalons passés sans encombre rapprochent le JWST d’être fin prêt à être lancé en octobre.

Ce test complet des systèmes, a eu lieu à Northrop Grumman, et le test du segment au sol, a eu lieu en collaboration avec l’Institut pour la Science avec le Télescope Spatial (STScI, Space Telescope Science Institute) à Baltimore.

 

Avant les tests finaux effectués dans un environnement reproduisant celui du lancement, les techniciens ont effectué une analyse complète des systèmes. Cette évaluation a établi une base de référence quant à la performance fonctionnelle électrique pour l’ensemble de l’observatoire, et pour tous les nombreux composants qui travaillent ensemble pour constituer le nec-plus-ultra mondial des télescopes spatiaux. Une fois les essais environnementaux terminés, les techniciens et les ingénieurs ont procédé à un autre essai complet des systèmes et ont comparé les données entre les deux. Après un examen approfondi des données, l’équipe a confirmé que l’observatoire survivrait mécaniquement et électroniquement aux rigueurs du lancement.

 

Au cours des 17 jours consécutifs de mise à l’épreuve des systèmes, les techniciens ont alimenté tous les composants électriques du JWST et ont effectué un cycle des opérations prévues pour s’assurer que chacun d’entre eux fonctionnait et communiquait avec les autres. Tous les boîtiers électriques à l’intérieur du télescope ont un côté « A » et un côté « B », ce qui permet une redondance en vol et une flexibilité accrue. Pendant l’essai, toutes les commandes ont été entrées correctement, toutes les mesures télémétriques reçues étaient correctes et tous les boîtiers électriques, et chaque côté de secours a fonctionné comme prévu.

Systèmes

Au cours de son dernier essai complet des systèmes, les techniciens ont allumé tous les composants électriques du JWST et ont effectué un cycle complet des opérations prévues pour s’assurer que chacun de ses composants fonctionnait et communiquait avec les autres.

 

(Credits: NASA/Chris Gunn)

Après cette dernière évaluation complète des systèmes, les techniciens ont immédiatement commencé les préparatifs pour la prochaine grande étape, l’essai au sol. Ce test a été conçu pour simuler le processus complet, depuis la planification des observations scientifiques jusqu’à l’affichage des données scientifiques dans les archives communautaires.

Ça été incroyable de constater le niveau d’expertise, d’engagement et de collaboration au sein de l’équipe pendant cette étape importante. C’est certainement un moment de fierté parce que nous avons démontré la disponibilité électrique du JWST. La réussite de cet essai signifie également que nous sommes prêts à aller de l’avant vers le lancement et les opérations en orbite.
Jennifer Love-Pruitt
responsable de l’ingénierie des modules électriques de Northrop Grumman pour le JWST

Le dernier essai au sol du JWST a commencé par la création d’une simulation que chacun de ses instruments scientifiques devra suivre. Les commandes de mise en marche, de déplacement et d’utilisation séquentielles de chacun des quatre instruments scientifiques ont ensuite été relayées par le Centre des opérations de mission (MOC) au STScI à Baltimore. Pendant le test, l’observatoire était traité comme s’il était à un million et demi de kilomètres, en orbite. Pour ce faire, l’équipe des opérations aériennes a connecté le vaisseau spatial au Réseau Spatial Profond (DSN, Deep Space Network), un réseau international d’antennes radio géantes que la NASA utilise pour communiquer avec de nombreux vaisseaux spatiaux. 


Cependant, comme le JWST n’est pas encore dans l’espace, un équipement spécial a été utilisé pour émuler le lien radio réel qui existera entre l’observatoire et le DSN lorsque celui-ci sera en orbite. Les commandes ont ensuite été relayées par l’intermédiaire de l’émulateur DSN à l’observatoire situé dans les locaux de Northrop Grumman.

L’un des aspects uniques de l’essai final du « segment sol » du JWST fut que pendant la simulation de l’environnement de vol, l’équipe s’est entraînée avec succès à passer du MOC au STScI à Baltimore au MOC de secours du Centre de Vol Spatial Goddard (GSFC, Goddard Space Flight Center) de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. C’est un plan de secours qui n’est pas prévu pour être utilisé lorsque le télescope sera en orbite, mais qui est nécessaire pour s’exercer et se perfectionner avant le lancement. De plus, les membres de l’équipe ont envoyé avec succès plusieurs correctifs logiciels à l’observatoire pendant qu’il effectuait ses opérations préalablement commandées.

Travailler dans une atmosphère de pandémie, bien sûr, est un défi, et notre équipe a fait un excellent travail à travers les particularités auxquelles celle-ci nous a conduit. C’est vraiment positif à souligner, et ce n’est pas seulement pour ce test, mais aussi pour tous les tests que nous avons effectués en toute sécurité avant celui-ci. Ce succès récent est attribuable à de nombreux mois de préparation, à la maturité de nos systèmes, procédures et produits et à la compétence de notre équipe.​
Bonnie Seaton​
directrice adjointe du segment Sol et des opérations au GSFC.​

Lorsque le JWST sera dans l’espace, les commandes iront du STScI à l’un des trois emplacements du DSN: Goldstone, en Californie; Madrid, en Espagne; ou Canberra, en Australie. 

 

Les signaux seront ensuite envoyés à l’observatoire en orbite. De plus, le réseau satellite de suivi et de relais de données de la NASA, constitué du réseau spatial au Nouveau-Mexique, de la station Malindi de l’Agence spatiale européenne au Kenya et du Centre européen des opérations spatiales en Allemagne, contribuera à maintenir une ligne de communication constante ouverte avec l’observatoire.

 

Les ingénieurs et les techniciens continuent de suivre les procédures de sécurité personnelle conformément aux directives actuelles des Centres de Contrôle des Maladies et de Prévention (CDC, Centers for Disease Control and Prevention), et de l’Administration de la sécurité et de la santé au travail liées à la COVID-19, y compris le port d’un masque et la distanciation sociale.

 

L’équipe se prépare maintenant pour la prochaine série de jalons techniques, qui comprendra le pliage final de l’écran solaire et le déploiement du miroir, avant l’expédition sur le site de lancement.

La prochaine fois que les instruments seront mis sous tension avant le lancement, ce sera à Kourou.. LA date approche !….

D’après le communiqué de presse de la NASA en date du 01/03/2021

MIRI EC Test Team and Developers meetings

At Paris 12-16 June 2017

The aim of the meeting is for the whole test team to meet, exchange the current status of developments (CARs, pipeline, simulators, etc.), plan further pre-launch developments, commisiong work, required science support, ……. but also for all of us to get together.


The meeting will be a mix of plenary sessions (with short ! summary talks to provide a comprehensive overview and to guide neccesairy discussions) and working discussions in small groups (NB 2 is considered to be a group) (details only for EC Test and Software teams members).

Bonne Année! Et dernières nouvelles de 2020…

2021 est arrivé !

Une nouvelle année apporte de l’espoir, des attentes et des promesses. En ce qui concerne la communauté astronomique et astronautique, le lancement tant attendu du JWST, qui nous promet une multitude de découvertes liées à notre compréhension de l’univers, aura lieu cette année.


2020 a été une année de progrès monumentaux pour le JWST.

Juste avant que ne se clôture une année riche en péripéties, le plus grand et le plus puissant observatoire spatial au monde a franchi une série de jalons techniques dans les installations de Northrop Grumman (NGSC) à Redondo Beach, en Californie, en prévision de son lancement. 

 

Ces succès témoignent du travail acharné et de l’ingéniosité des ingénieurs et des techniciens de mission, qui ont persévéré pour surmonter les défis sans précédent posés par la pandémie actuelle de COVID-19.

DTA

Un peu auparavant (septembre – octobre 2020) la tour avait été déployée avec succès au cours de la phase finale d’essais post-environnementaux du télescope entièrement assemblé dans les locaux de NGSC. L’ensemble de la tour déployable ressemble à un gros tuyau noir épais et est fabriqué en matériau composite graphite-époxy pour assurer stabilité et résistance aux changements extrêmes de température comme ceux rencontrés dans l’espace. La tour dispose de deux grands tubes télescopiques imbriqués, reliés par une vis-mère mécanisée. C’est une structure qui est à la fois très légère et extrêmement solide et stable.

Ingénieurs et techniciens inspectent le DTA avant les tests.

Plusieurs jours après le lancement du JWST, la tour se déploiera pour séparer les miroirs du télescope et les instruments du bus spatial. Cette séparation isole efficacement le télescope des vibrations et éconduit la chaleur provenant du bus spatial. De plus, cette extension permet au reste des composants déployables du JWST, comme son écran solaire et son miroir primaire, d’avoir suffisamment d’espace pour faire leur propre séquence de mouvements complexes par la suite. Cet espacement intentionnel de la tour permet également à l’écran solaire d’isoler correctement le télescope et les instruments de la chaleur rayonnante et de la lumière parasite du Soleil et de la Terre.

Le mois dernier, les réponses de l’accéléromètre pendant les essais acoustiques et les inspections visuelles initiales ont été un guide approximatif pour montrer que Webb fonctionnait correctement. La preuve en est le Comprehensive Systems Test post-environnement et les différents déploiements, y compris l’extension de la tour déployable.​
Paul Geithner
chef de projet adjoint Technique du JWST au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt (Maryland)​

Bien que la tour sera déployée deux fois de plus avant le lancement, ce test représente le début de la séquence finale de déploiement et de vérification complète du JWST avant que le vaisseau soit expédié à Kourou, en Guyane française.

Après l’extension de la tour, le pare-soleil complexe de l’observatoire était prêt à être déployé et tendu pour la dernière fois sur Terre. De la taille d’un court de tennis, l’écran solaire du JWST est fait de cinq couches distinctes. Il a été entièrement assemblé, et a passé avec succès une série finale de tests de déploiement et de tension à grande échelle à la fin de l’année 2020 (le 18 décembre). Ce jalon rapproche l’observatoire de son lancement en 2021.

DTA du JWST

Deployable Tower Assembly

 

Assemblage de la tour déployable est entièrement déployé sur cette photo prise à Northrop Grumman Corporation à Redondo Beach, en Californie. Le bus spatial est en dessous avec un petit aperçu de l’écran solaire.

Crédits : Northrop Grumman Corp.

Il s’agit de l’une des plus grandes réalisations de Webb en 2020. Nous avons été en mesure de synchroniser précisément le mouvement de déploiement de façon très lente et contrôlée et de maintenir sa forme critique de cerf-volant, ce qui signifie qu’il est prêt à exécuter ces actions dans l’espace.​
Alphonso Stewart​
responsable des systèmes de déploiement du JWST pour le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt (GFSC), au Maryland​

L’écran solaire protège le télescope et réfléchit la lumière et la chaleur de fond du Soleil, de la Terre et de la Lune dans l’espace. L’observatoire doit être gardé au froid pour accomplir la science révolutionnaire escomptée dans la lumière infrarouge, cette lumière qui est invisible pour les yeux humains et ressentie comme de la chaleur.

 

Dans l’ombre de l’écran solaire, les technologies innovantes et les capteurs infrarouges sensibles du JWST permettront aux astronomes d’observer des galaxies lointaines et d’étudier de nombreux autres objets intrigants dans l’univers, voire d’étudier les atmosphères d’exoplanètes.

 

Le maintien de la forme de l’écran solaire implique un processus délicat et compliqué.

 

JWST

Les techniciens inspectent soigneusement l’écran solaire du JWST pendant son déploiement, avant d’effectuer une analyse post-test complète pour s’assurer que l’observatoire fonctionnera comme prévu. 

Crédits : NASA/Chris Gunn
Félicitations à toute l’équipe. En raison de la grande taille du JWST et des exigences de performance rigoureuses, les déploiements sont incroyablement complexes. En plus de l’expertise technique requise, cet ensemble de tests a nécessité une planification détaillée, une détermination, de la patience et une communication ouverte. L’équipe a prouvé qu’elle avait tous ces attributs. C’est incroyable de penser que la prochaine fois que le pare-soleil du JWST sera déployé, il sera à des milliers de kilomètres de là, se précipitant à travers l’espace ​
James Cooper​
responsable du pare-soleil du JWST au GSFC​

Les membranes enduites de polymère Kapton® de l’écran solaire de Webb ont été entièrement déployées et tendues du 12 au 18 décembre au NGSC, en Californie (Northrop Grumman a conçu le pare-soleil de l’observatoire pour le compte de la NASA).

 

Pendant les essais, les ingénieurs ont envoyé une série de commandes qui a activé 139 actionneurs, huit moteurs et des milliers d’autres composants pour déplier et étirer les cinq membranes de l’écran solaire dans sa forme tendue finale. Une partie difficile de ces tests consistait à déployer l’écran solaire dans l’environnement gravitationnel de la Terre, ce qui provoque des frictions, contrairement au matériel déployé dans l’espace sans les effets de la gravité. Dans le cadre de cet essai, deux structures de palettes qui maintiennent l’écran solaire à la verticale se sont repliées, puis deux énormes « bras » de l’écran solaire se sont lentement tournés vers l’extérieur, tirant les membranes repliées avec eux.  

 

C’est une danse très lentement, et très précisément, chorégraphiée. Une fois les bras verrouillés dans leur position horizontale, les membranes de l’écran solaire ont été tendues individuellement en commençant par la couche inférieure, jusqu’à ce qu’elles se séparent lorsque l’écran est entièrement déployé.

 

Le grand écran solaire divise l’observatoire en un côté chaud et orienté vers le Soleil (environ 85°C) et un côté orienté vers l’espace froid (-230°C) composé d’optique et d’instruments scientifiques. L’écran solaire protégera l’optique et les capteurs de l’observatoire, de sorte qu’ils restent à des températures extrêmement froides pour que les instruments d’observation puissent fonctionner.

Ce nouveau jalon indique que le JWST est sur la dernière ligne droite avant le lancement. Nos ingénieurs et techniciens ont réalisé des progrès incroyables en matière d’essais ce mois-ci, réduisant ainsi les risques importants pour le projet en réalisant ces jalons pour le lancement l’an prochain. L’équipe se prépare maintenant pour les derniers essais de déploiement post-environnemental à l’observatoire au cours des deux prochains mois avant l’expédition au site de lancement l’été prochain. ​
Bill Ochs​
chef de projet au centre spatial Goddard de la NASA (GFSC).​

Pare-Soleil

Sur cette photo, le miroir principal du JWST n’est pas déployé et le bouclier thermique (pare-soleil) n’est pas encore complètement tendu. 

Crédits: NASA/Chris Gunn

Après cette mise en tension réussie, chacune des cinq couches sera maintenant soigneusement repliée, arrimée et fixée à l’aide de 107 dispositifs de libération de membrane individuels qui protègent les membranes de la turbulence d’un lancement de fusée dans l’espace. Le processus de pliage et de rangement de l’écran solaire du JWST nécessite près de deux mois pour fonctionner correctement au sol. 

 

C’est la dernière fois que l’écran solaire du télescope spatial James Webb aura été complètement déployé sur Terre.

Ecran thermique

L’écran thermique est maintenant tendu et les ingénieurs procèdent à l’examen minutieux de l’état de tous ses composants. 

Crédits : NASA/Chris Gunn

Le JWST a passé avec succès d’autres tests de déploiement rigoureux au cours de son développement, qui ont permis de découvrir et de résoudre des problèmes techniques avec le vaisseau spatial. Ces derniers tests confirment qu’une fois en orbite, l’observatoire et ses nombreux systèmes redondants fonctionneront parfaitement.

 

Une année difficile s’est donc achevée, certes, et pourtant pleine de succès et de prouesses techniques, qui laissent augurer le meilleur pour ce qui attend la communauté scientifique et le public en général.

Bonne et riche année en perspective ! L’équipe française pour le JWST et le Centre d’Expertise pour MIRI (MICE) adressent à tous les lecteurs de ces pages leurs plus chaleureux vœux de santé et de réussite.

Les Tests Environnementaux sont terminés!

L’achèvement d’une dernière série d’essais a démontré que le JWST pouvait maintenant survivre à toutes les conditions difficiles associées à un lancement d’une fusée dans l’espace.

 

Ces tests – appelés essais « acoustiques » et de «vibrations sinusoïdales» (VC) – ont confirmé que l’ensemble de l’observatoire tout entier supportera le bruit assourdissant, les secousses, et les vibrations qu’il ressentira au décollage. La NASA a œuvré soigneusement avec ses partenaires internationaux pour reproduire d’une manière précise l’environnement du JWST tel qu’il sera lors du lancement et lorsqu’il opérera en orbite.

Bien que chaque composant du télescope ait été rigoureusement testé au cours du développement, démontrer que toute la structure de vol est capable de passer en toute sécurité les conditions d’un lancement est une réalisation importante pour la mission. Réalisés dans deux installations distinctes du Parc Spatial de Northrop Grumman à Redondo Beach, en Californie, ces essais représentaient les deux derniers d’une longue série de tests environnementaux avant que le JWST ne soit expédié en Guyane française pour le lancement.

Pour la toute première fois, les équipes responsables des essais à Northrop Grumman à Redondo Beach, en Californie, ont soigneusement soulevé le JWST entièrement assemblé pour le préparer à son transport vers les installations d’essais acoustiques et sinusoïdaux situés à proximité.

Crédits :  NASA/Chris Gunn

La réussite des essais environnementaux de notre observatoire représente une étape monumentale dans la marche vers le lancement. Les essais environnementaux démontrent la capacité du JWST à survivre à la montée de la fusée vers l’espace, qui est la partie la plus violente de son voyage jusqu’à son orbite à environ un million et demi de kilomètres de la terre. Le groupe multinational de personnes responsables de l’exécution du test acoustique et vibratoire est composé d’un groupe exceptionnel et dévoué de personnes qui sont typiques de toute l’équipe du JWST ​
Bill Ochs​
chef de projet JWST pour le Centre de vol spatial Goddard (GSFC) de la NASA à Greenbelt, au Maryland​

Pour effectuer ces essais, la première chose à faire fut d’encapsuler le télescope dans une salle blanche mobile conçue pour le protéger du monde extérieur. 

 

Les techniciens l’ont ensuite précautionneusement guidé vers une chambre de test acoustique à proximité, où il a été intentionnellement « bombardé » par des niveaux de pression acoustique supérieurs à 140 décibels, avec un spectre accordé à la signature spécifique de la fusée Ariane 5 qui le pilotera dans l’espace. 

 

Au cours des tests, près de 600 canaux individuels transmettaient les mesures de la vibration en un point donné : ces mesures ont été soigneusement observées et enregistrées. 

 

En fait, les essais acoustiques et de vibrations typiques n’utilisent en général que 100 canaux, mais la taille et la forme complexe du JWST ont exigé beaucoup plus de mesures pour assurer leur succès. Les données ont ensuite fait l’objet d’une analyse en profondeur, qui s’est soldée par un succès complet.

 

À la fin de ses derniers tests acoustiques, le JWST a de nouveau été emballé et transporté dans une installation distincte pour simuler les vibrations à basse fréquence qui se produisent au décollage. À l’intérieur, l’observatoire a été placé sur une table spécialisée, qui peut vibrer avec des accélérations verticales et horizontales précises. Alors que les essais acoustiques simulent la dynamique à haute fréquence du lancement, les essais de vibration couvrent les fréquences inférieures qui seront expérimentées. Avec la combinaison des deux, tout l’environnement mécanique que l’observatoire connaîtra lors du lancement est pris en compte.

 

Les tests VC consistent à soumettre l’observatoire complet à une entrée sinusoïdale balayée sur une gamme étendue de fréquences (généralement de 5 à 100 Hz) caractéristiques de l’environnement du lancement à basse fréquence. Cette méthode d’essai est utilisée à diverses fins sur tout modèle structurel, mais principalement sur des modèles de vol. 

 

Les niveaux de fréquence sont dérivés des données de vol mesurées ou basés sur les niveaux d’accélération d’interface de l’analyse des charges couplées (CLA). Un taux de balayage logarithmique est généralement utilisé pour exciter un intervalle de temps constant par bande passante pour le test (par exemple, 2 ou 4 octaves/min), qui est destiné à simuler les événements sinusoïdaux et transitoires soutenus qui se produisent pendant le lancement.

 

Il est important de réaliser que pour déplacer en toute sécurité le JWST entre les diverses  installations où se déroulent les essais, les ingénieurs l’enferment dans une salle blanche mobile spéciale souvent appelée « capot en coquille ». 

 

 

Le télescope se traîne littéralement ensuite entre les bâtiments, ce qui peut prendre des heures et nécessite de soulever des lignes téléphoniques pour lui permettre de passer en dessous. 

Crédits : Centre de vol spatial Goddard de la NASA

L’équipe responsable des tests est un consortium international d’experts en dynamique structurale. Ce sont les principaux ingénieurs de chaque pièce de matériel de l’observatoire. Les membres de l’équipe sont répartis aux États-Unis et en Europe, sur 9 fuseaux horaires ! Ils sont extrêmement dévoués au soutien des essais, et délivrent leur expertise à toutes les heures et tous les jours. Grâce au dévouement de l’équipe, à son travail acharné et à la pure excitation de participer à ce test complexe, ce fut un franc succès! Je connais ces personnes depuis de nombreuses années et ce fut un honneur de travailler avec chacune d’entre elles.​
Sandra Irish​
chef de projet JWST pour le Centre de vol spatial Goddard (GSFC) de la NASA à Greenbelt, au Maryland​

Il est maintenant prévu de procéder aux derniers déploiements complets des emblématiques miroir primaire et écran solaire, qui seront suivis d’une évaluation complète des systèmes, avant que l’observatoire ne soit encapsulé dans un conteneur d’expédition spécialisé pour le transport de l’observatoire vers l’Amérique du Sud. 

 

Le déploiement du JWST après l’expérience de la simulation d’un environnement de lancement est le meilleur moyen de reproduire la véritable série d’événements que l’observatoire vivra pendant le lancement, et lors de l’exécution de sa séquence complexe de déploiement dans l’espace. 

 

Une première analyse suggère que l’observatoire a subi avec succès tous les essais acoustiques et vibratoires à son niveau, mais la vérification complète de la navigabilité aura lieu après que ces essais finaux de déploiement se seront déroulés avec succès.

 

Les ingénieurs et les techniciens continuent de suivre les procédures de sécurité personnelle renforcées en raison de la situation liée à la COVID-19, qui entraîne des répercussions importantes et des perturbations à l’échelle mondiale. L’équipe a repris presque toutes ses activités et se prépare maintenant pour la phase finale des essais avant l’expédition au site de lancement, Kourou, en Guyane Française.

 

 

6 octobre 2020

En dépit des circonstances sanitaires, les tests continuent à Redondo Beach

L’évolution de la situation liée à la COVID-19 entraîne des répercussions et des perturbations importantes à l’échelle mondiale. À la suite des procédures de sécurité personnelle renforcées mises en œuvre en mars en raison de la COVID-19, l’équipe de Northrop Grumman du JWST en Californie a poursuivi en juillet et août 2020 les travaux d’intégration et d’essai dans la salle blanche avec un personnel et des quarts de travail considérablement réduits sur place. À partir de la fin de mai, l’équipe a repris ses activités de salle blanche presque à plein temps. L’équipe évalue actuellement les répercussions sur la date de lancement fixée maintenant au 31 octobre 2021.  

En effet, maintenant que le JWST est assemblé dans sa forme finale, les équipes en charge des essais peuvent procéder à une analyse critique, aussi bien au point de vue du logiciel que de l’électronique, sur l’ensemble de l’observatoire, considéré comme un seul véhicule entièrement connecté.

 

Connu sous le nom de Comprehensive Systems Test ou CST, il s’agit de la première évaluation complète des systèmes jamais réalisée sur l’observatoire assemblé, et l’une des activités finales que l’équipe effectuera pour la première fois. Des évaluations de performance similaires ont été effectuées dans l’histoire du JWST, utilisant des simulations et des substituts pour inférer des données sur des morceaux de l’engin spatial qui n’avaient pas encore été assemblés. 

 

Maintenant que l’observatoire est entièrement construit, les simulations et les simulateurs ne sont plus nécessaires, et les ingénieurs peuvent évaluer en toute confiance ses performances logicielles et électroniques.

Evaluation

À la suite de l’assemblage complet du JWST, des équipes d’essais ont effectué une évaluation complète des systèmes qui leur a permis d’évaluer en toute confiance les performances logicielles et électroniques de l’observatoire en tant que véhicule entièrement connecté 

 

(Crédits : NASA/Chris Gunn).

L’importance des tests ne peut être sous-estimée dans le développement de logiciels. Chaque unité de code doit être testée au fur et à mesure qu’elle est écrite, puis testée de nouveau au fur et à mesure qu’elle est combinée en composantes logicielles de plus en plus grandes. Les tests doivent être relancés chaque fois qu’un bug est corrigé, ou qu’une fonctionnalité est ajoutée, pour vérifier que le code modifié ne propage pas des comportements inattendus et indésirables dans le système. Pour effectuer le test, le personnel a été affecté 24 heures sur 24, pendant 15 jours consécutifs, et environ 1070 scripts ou séquences d’instructions ont été écris, et près de 1370 étapes de procédure ont été exécutées.

La dernière série de tests déterminera si le JWST est prêt pour le lancement. Le CST qui vient d’être terminé (août 2020) établit une base de référence pour le rendement fonctionnel électronique. Dans quelques mois, après que l’observatoire aura terminé sa prochaine et dernière série de tests acoustiques et de vibrations qui simuleront les rigueurs du lancement, l’équipe effectuera une autre analyse complète du système. Ces tests devraient avoir lieu en octobre 2020. Les ingénieurs compareront ensuite les résultats « avant et après » : ceux-ci devraient être les mêmes, indiquant que l’ensemble de l’engin spatial résistera aux rigueurs du lancement et fonctionnera comme prévu dans l’espace.

Tests

Des tests de systèmes complets comme celui effectué récemment aident à assurer le succès des missions en vérifiant que l’électronique et le logiciel du JWST fonctionnent tous à l’unisson 

 

(Crédits : Northrop Grumman)

Je n’ai jamais vu autant d’efforts et de collaboration inter-services mis en œuvre pour réunir autant d’équipes et de personnes dans autant de domaines différents, afin de réaliser un objectif commun avec autant de succès. Nous sommes très fiers, et nous nous sentons personnellement récompensés par ce que nous avons pu accomplir au cours de la dernière année pour assembler le JWST dans sa forme finale. Avec l’achèvement de cette dernière évaluation des systèmes, nous pouvons avancer en toute confiance sachant que l’assemblage était un succès.
Randy Pollema
responsable principale de l’intégration électronique et des tests à Northrop Grumman à Redondo Beach (Californie)

Le segment Sol a été testé avec succès

Le 24 août 2020, les équipes de recherche ont franchi avec succès une étape critique visant à démontrer que le télescope spatial James Webb répondra aux commandes une fois dans l’espace.

Connu sous le nom de « Ground Segment Test », c’est la première fois que des commandes de mise sous tension et de mise à l’essai des instruments scientifiques du JWST sont envoyées à l’observatoire entièrement assemblé depuis son centre des opérations de la mission au Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore, au Maryland.

Etant donné que la communication avec le JWST dans l’espace est une priorité, des tests comme ceux-ci font partie d’un processus complet conçu pour valider et s’assurer que toutes les composantes de l’observatoire fonctionneront dans l’espace avec les réseaux de communication complexes impliqués à la fois dans l’envoi des commandes et la liaison descendante des données scientifiques. Ce test a démontré avec succès le flux complet de bout en bout entre la planification de la science que le JWST effectuera et l’affichage des données scientifiques dans les archives de la communauté.

C’était la première fois que nous faisions cela avec le matériel de vol et le système au sol. Nous avions effectué des parties de ce test au moment de l’assemblage de l’observatoire, mais il s’agit de la toute première opération de bout en bout entre l’observatoire et le segment au sol, qui a connu un franc succès. Il s’agit d’une étape importante pour le projet, et c’est une grande source de satisfaction de constater que le JWST travaillera comme prévu
Amanda Arvai
chef adjointe des opérations de mission à STScI au Maryland

Dans ce test, les commandes pour activer, déplacer et faire fonctionner séquentiellement chacun des quatre instruments scientifiques du JWST ont été relayées depuis le centre des opérations de la mission. Pendant le test, l’observatoire a été traité comme s’il était à un million et demi de kilomètres en orbite. Pour ce faire, l’équipe des opérations aériennes a connecté le vaisseau spatial au « Deep Space Network », un réseau international d’antennes radio géantes que la NASA utilise pour communiquer avec de nombreux vaisseaux spatiaux. Cependant, comme le JWST n’est pas encore dans l’espace, un équipement spécial a été utilisé pour émuler le lien radio réel qui existera entre l’observatoire et le réseau Deep Space lorsqu’il sera en orbite. Les commandes ont ensuite été relayées par l’intermédiaire de l’émulateur du réseau Deep Space à l’observatoire, qui se trouve actuellement dans une salle blanche de Northrop Grumman à Redondo Beach, en Californie.

Baltimore

À l’intérieur du Centre des opérations de mission de Webb, une opératrice d’essai sur la console du STScI de Baltimore, au Maryland, où elle surveille les progrès des tests avec un protocole de distanciation sociale en place.

 

( Credits: STSCI/Amanda Arvai )

Lorsque le JWST sera dans l’espace, les commandes iront depuis le STScI à Baltimore à l’un des trois emplacements du réseau Deep Space : Californie, Espagne ou Australie. Les signaux seront ensuite envoyés à l’observatoire en orbite à près d’un million et demi de kilomètres. En plus de Deep Space, le réseau satellite de suivi et de relais de données de la NASA, le réseau spatial du Nouveau-Mexique, la station Malindi de l’Agence spatiale européenne au Kenya, et le Centre européen des opérations spatiales en Allemagne contribueront également à maintenir une ligne de communication constante ouverte avec l’observatoire à tout moment.

Ce fut aussi la première fois que nous faisions la démonstration du cycle complet d’observation avec les instruments scientifiques de l’observatoire. Ce cycle commence par la création d’un plan d’observation par le système au sol qui est relié à l’observatoire par l’équipe des opérations aériennes. Les instruments scientifiques ont ensuite effectué les observations et les données ont été transmises au centre des opérations de la mission (Mission Operations Center) de Baltimore, où la science a été réalisée et distribuée aux scientifiques
Amanda Arvai
chef adjointe des opérations de mission à STScI au Maryland

Pour effectuer ce test de segment au sol, une équipe de près de 100 personnes a travaillé ensemble pendant quatre jours consécutifs. En raison des restrictions en matière de dotation en personnel à cause de la pandémie de coronavirus (COVID-19), seulement sept personnes étaient présentes au Centre des opérations de la mission, et les autres travaillaient à distance pour surveiller régulièrement les progrès.

Pour lire le communiqué de presse de la NASA
JWST