L’instrument final du télescope spatial James Webb atteint une température de fonctionnement super froide
Le télescope spatial James Webb a franchi une étape intéressante – littéralement – au cours de son étalonnage de plusieurs mois pour les observations dans l’espace lointain.
Le dernier instrument à bord du télescope spatial James Webb de 10 milliards de dollars a finalement atteint sa température de fonctionnement juste au-dessus du zéro absolu. Le refroidissement réussi garantit que l’observatoire sera en mesure de sonder les objets cosmiques dans la lumière infrarouge, selon une déclaration du mercredi 13 avril du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA en Californie, qui dirige les travaux américains sur l’instrument, appelé le Mid- Instrument infrarouge (MIRI).
Le télescope se refroidit depuis son lancement le 25 décembre 2021, l’amenant aux températures glaciales nécessaires à MIRI pour détecter avec précision la lumière infrarouge, qui se manifeste sous forme de chaleur. MIRI doit être à une température légèrement inférieure à 7 degrés Kelvin, ce qui équivaut à moins 447 degrés Fahrenheit (moins 266 degrés Celsius). Et les procédures de refroidissement complexes se sont très bien déroulées, grâce à beaucoup de pratique.
« Nous avons passé des années à nous entraîner pour ce moment, à parcourir les commandes et les vérifications que nous avons effectuées sur MIRI », a déclaré Mike Ressler, scientifique du projet MIRI au JPL, dans le communiqué. « C’était un peu comme un scénario de film : tout ce que nous étions censés faire était écrit et répété. Lorsque les données de test sont arrivées, j’étais ravi de voir que cela ressemblait exactement à ce que j’attendais et que nous avions un instrument en bonne santé. »
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L’étape de température est un moment clé dans la période de mise en service multiphase de six mois de Webb pour aligner ses miroirs et préparer ses instruments pour les observations dans l’espace lointain. Les ajustements doivent être continus au fur et à mesure que le télescope refroidit, car parfois les composants se comportent ou s’alignent différemment lorsque les températures baissent. Mais jusqu’à présent, la mise en service de Webb s’est déroulée à peu près comme prévu.
Le principal défi de MIRI était une étape appelée le « point de pincement », au cours de laquelle l’instrument est passé d’une température légèrement plus élevée de 15 Kelvin (moins 433 degrés F ou moins 285 degrés C) à la température de fonctionnement ultra-froide finale. Ce « point de pincement » représente une zone de transition pendant laquelle le cryorefroidisseur, nécessaire pour amener Webb à sa température finale, avait le moins de capacité à évacuer la chaleur.
« L’équipe du refroidisseur MIRI a consacré beaucoup d’efforts au développement de la procédure pour le point de pincement », a déclaré Analyn Schneider, chef de projet pour MIRI au JPL, dans le même communiqué. « L’équipe était à la fois excitée et nerveuse au début de l’activité critique. En fin de compte, il s’agissait d’une exécution classique de la procédure, et les performances plus froides sont encore meilleures que prévu. »
Les températures froides de MIRI sont également nécessaires pour surmonter ce que les scientifiques appellent le « courant d’obscurité », ou le courant électrique créé par les atomes vibrants dans les détecteurs. Ces petits mouvements peuvent générer de faux signaux dans les données de l’instrument, perturbant les observations.
Juste pour s’assurer que MIRI se comporte correctement, l’équipe prévoit plus d’images de test d’étoiles et d’autres objets pour tester son étalonnage et ses performances. L’étalonnage est également en cours sur les miroirs de Webb et trois autres instruments alors que l’équipe du télescope vise à terminer son travail vers juin.
La NASA a déclaré qu’elle tiendrait une « réunion de décision clé » tard dans l’alignement, une fois que le télescope pourra focaliser la lumière avec succès dans chaque instrument, pour confirmer que le processus d’alignement est terminé. Viendra ensuite la mise en service définitive.
À condition que tout se passe comme prévu, un programme de science précoce (cycle 1) devrait commencer vers juin, et la science opérationnelle du «cycle 2» devrait commencer à la mi-2023.
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