Notre nouveau télescope spatial puissant et brillant a eu son premier tintement bouleversant
Lee Feinberg était en vacances et il le méritait. C’était fin mai, et Feinberg, directeur du Goddard Space Flight Center de la NASA, avait passé plusieurs mois incroyablement tendus à diriger l’effort de déployer soigneusement les miroirs sur le télescope spatial le plus récent et le plus puissant du monde, en s’assurant que chacun des or- 18 tuiles enduites au total, disposées en forme de nid d’abeille, ont été correctement alignées. Le succès de l’ambitieux observatoire, conçu pour capturer les images les plus nettes des étoiles et des galaxies les plus lointaines, en dépendait. Ainsi, lorsque le travail a été terminé et que le processus s’est déroulé à merveille, Feinberg est allé en Espagne avec sa femme et ses deux enfants. C’était censé être ses premières vacances en 20 ans qui ne seraient pas interrompues par le télescope spatial James Webb. C’était mon grand voyage pour aller enfin me détendre, m’a dit Feinberg. Malheureusement, l’univers ne se soucie pas si vous êtes hors du bureau.
Cette semaine-là, une particule de poussière a heurté l’un des miroirs Webbs. C’était minuscule, plus petit qu’un grain de sable, moins de quelques dixièmes de millimètre, mais même de minuscules choses voyagent à des vitesses stupéfiantes dans l’espace.
Tout le monde sur le projet Webb savait que quelque chose comme ça arriverait au télescope après son lancement en décembre. L’espace est plein de morceaux de roche en mouvement rapide appelés micrométéoroïdes, qui heurtent régulièrement et inévitablement les engins spatiaux en orbite. Lorsque les astronautes ont ramené à la maison l’une des caméras du télescope spatial Hubble après 16 ans dans l’espace, le matériel autrefois sans tache était couvert de centaines de petites marques d’impact. Un tel bombardement cosmique dégrade les performances d’un observatoire spatial au fil du temps, donc, comme d’autres matériels spatiaux, les miroirs Webbs ont été conçus pour résister aux impacts de météorites pendant de nombreuses années. Et l’équipe a prédit quels types d’impacts le télescope subirait. Au moment où Feinberg est parti pour l’Espagne, cinq mois après le lancement de Webbs en décembre, quatre micrométéoroïdes avaient déjà frappé les miroirs.
Mais celui-ci, en mai, était différent. Feinberg, déterminé à se débrancher, avait laissé son téléphone de travail à la maison dans le Maryland, mais un collègue l’a contacté sur son e-mail personnel avec la nouvelle : le dernier impact a été plus important que n’importe lequel de leurs modèles l’avait prédit. Il avait fait tomber l’un des miroirs de son alignement originel et laissé une petite entaille dans la quincaillerie brillante. D’accord, a dit Feinberg. Puis il s’est reconnecté.
Comme dans de nombreux moments de la vie non liés à l’espace, même lorsque vous savez quelque chose désagréable peut arriver, vous pouvez toujours grimacer quand cela se produit. Webb a été lancé comme une belle nouvelle voiture, et après être allé plusieurs fois au parking, il y aura quelques coups, m’a dit Marcia Rieke, astronome à l’Université de l’Arizona qui dirige l’une des équipes d’instruments Webbs. (Et bien que vous puissiez vous dire que ce n’est pas grave, cela l’est toujours.) La voiture, dans ce cas, est un observatoire de 10 milliards de dollars destiné à scruter l’univers plus profondément que n’importe quel autre observatoire de l’histoire, et qui orbite autour de la Terre quatre fois plus loin que la lune, trop loin pour que les astronautes puissent effectuer des réparations. Les ingénieurs et scientifiques en charge de Webb ont veillé en permanence sur leur précieuse machine depuis qu’elle a quitté la Terre, d’autant plus que l’observatoire s’est déployé, se déroulant pièce par pièce. Mais dans un certain sens, ils ont dû laisser tomber le télescope. Laissez-le exister là-bas dans les profondeurs froides, où il captera la faible lumière des étoiles et des galaxies lointaines, mais aussi, occasionnellement, se fera rayer par des grains de roche itinérants, dont certains plus gros qu’ils ne l’auraient jamais imaginé.
Les ingénieurs travaillent maintenant pour réajuster et affiner le miroir concerné. Ils ne peuvent pas complètement annuler les effets des dommages sur les données futures, mais ils peuvent les minimiser. Le télescope fonctionne toujours bien au-dessus des attentes, a déclaré la NASA dans un communiqué la semaine dernière. L’agence spatiale est toujours sur la bonne voie pour rendre publiques les premières images officielles de la mission.
La question de savoir combien de bombardements cosmiques Webb peut supporter est maintenant plus ouverte qu’elle ne l’était autrefois. La NASA a réuni une équipe spéciale d’ingénieurs pour retravailler leurs prédictions pour l’environnement des micrométéoroïdes et ce que cela signifie pour les miroirs Webbs. Feinberg, qui est de retour au travail, a déclaré que cet impact et les impacts futurs ne détérioreront pas de manière significative les performances de Webb plus que prévu.
Les ingénieurs s’étaient préparés à cette réalité en effectuant une série de tests sur Terre, notamment en lançant des projectiles de type micrométéoroïde sur des versions d’échantillons des miroirs des télescopes. Ils ne pouvaient pas recréer la vitesse d’une micrométéorite réelle zoomée de 20 à 30 kilomètres, ou 12 à 19 milles, une seconde, mais ils se sont approchés aussi près que possible, en testant à 7 kilomètres, ou 4 milles, par seconde, a déclaré Feinberg. L’équipe a étoffé ses modèles avec des données provenant d’autres engins spatiaux qui ont résidé là où Webb se trouve, sur une orbite spéciale connue sous le nom de L2, à environ 1 million de kilomètres de la Terre. Et ils ont proposé des protocoles pour manœuvrer le télescope afin de protéger ses miroirs des pluies de météores connues.
La première frappe de micrométéoroïdes qui s’est produite quelque temps avant mars, avant que les miroirs ne soient complètement alignés, n’était qu’un rappel de plus que cette mission sur laquelle les scientifiques et les ingénieurs avaient travaillé pendant plus de 25 ans sur Terre était maintenant, vraiment et véritablement, à sa place. à droite, nous avons un télescope qui est dans l’espace moment, comme Jane Rigby, astrophysicienne à la NASA et scientifique du projet Webbs pour les opérations, me l’a dit. Les quelques coups suivants correspondaient aux attentes de l’équipe, se produisant environ une fois par mois, a déclaré Rigby. Ils ont détecté les impacts grâce au logiciel qui maintient et surveille la position de chaque miroir, en s’assurant que les segments fonctionnent en tandem. Puis vint le grand, celui qui, selon la NASA, était au-delà de ce que l’équipe aurait pu tester sur le terrain.
L’équipe Webb a déjà apporté une solution, lissant ce que Rigby a décrit comme une bosse dans le miroir affecté. D’autres ajustements nécessiteront de désempiler les miroirs puis de les réaligner à nouveau, le processus qui a été achevé plus tôt au printemps, juste avant que Feinberg ne parte en vacances. Certains des dommages sont corrigibles, a déclaré Rigby. Certains d’entre eux allaient devoir vivre avec. Même avec la nouvelle tache, les miroirs fonctionnent à merveille, a-t-elle déclaré. Webb a été conçu avec un budget conséquent pour les impacts de micrométéoroïdes, et la dernière frappe ne représentait qu’une très petite partie de notre marge, a déclaré Feinberg. Cela ne nous empêchera pas de faire de la science incroyable de manière constante pendant une longue période.
La NASA, toujours optimiste, a trouvé un moyen de transformer les derniers dommages causés par les micrométéoroïdes en quelque chose de positif. La taille et la sensibilité énormes de Webb en font un détecteur très sensible de micrométéorites, lit-on dans un récent communiqué de presse. Au fil du temps, Webb contribuera à améliorer les connaissances sur l’environnement des particules de poussière du système solaire à L2, pour cette mission et les futures. Et bien sûr, cela pourrait être un avantage appréciable. Mais Webb n’a pas été conçu pour étudier la poussière cosmique ; il était destiné à observer la lumière primordiale qui a illuminé le cosmos juste après le Big Bang, pour nous aider à répondre à des questions très existentielles sur la façon dont tout ce qui nous entoure est devenu. Et les responsables de mission doivent maintenant tenir compte de ce que la dernière tournure des événements pourrait signifier pour les observations futures. Comment maximiser le retour scientifique sur la durée de vie de la mission ? dit Rigby. Devons-nous apporter des modifications à nos opérations ?
Quant à l’impact des micrométéoroïdes plus important que prévu, nous ne savons toujours pas trop quoi en penser, a déclaré Rigby. Est-ce une chose vraiment rare, et il faudra attendre quelques années avant d’en avoir une autre aussi grosse ? Ils pourraient ne plus jamais en revoir un comme celui-ci, a déclaré Feinberg, ou ils pourraient en rencontrer d’autres. Ils ont besoin de quelques mois supplémentaires et de rencontres supplémentaires avec des micrométéoroïdes pour collecter suffisamment de données pour recalibrer leurs prédictions. Jusqu’à présent, quatre des miroirs Webbs ont été touchés par ces petits morceaux du système solaire ; un de ces miroirs a été frappé deux fois. Dans de nombreuses années, les 18 miroirs pourraient être couverts de minuscules cratères, les marques d’un télescope spatial bien usé qui a parfaitement rempli sa mission. Les gens qui travaillent sur Webb espèrent probablement que l’univers se calme un peu sur ces micrométéoroïdes. (Et, si les minuscules rochers doivent heurter le télescope, pourraient-ils au moins le faire lorsque les ingénieurs ne sont pas sur la prise de force ?) Nous allons tous croiser les doigts pour que ce gros rocher en particulier n’ait été que de la malchance, a déclaré Rieke.