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.

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JWST - James Webb Space Telescope

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