Télescope spatial James Webb

A vu de nez je dirais que la surface de Luvoir sera environ 3 fois plus grande que le JWST, non ?

Pierre66 a écrit:

A vu de nez je dirais que la surface de Luvoir sera environ 3 fois plus grande que le JWST, non ?

Ici c'est le schéma du LUVOIR-A, le plus grand des deux projets, qui est donné pour un diamètre de 15m
https://en.wikipedia.org/wiki/Large_Ultraviolet_Optical_Infrared_Surveyor

Ben alors, je suis loin de compte parce que cela fait en fait 5,32 fois plus grand !
Une question cher Maître :
Si j'ai bien compris, les performances du JWST vont nous permettre de "voir" ce qu'il c'est passé quelques millions d'années après le big bang. Avec le LUVOIR qu'attendent donc nos scientifiques ?

Outre la capacité de voir des objets moins lumineux, c'est à dire plus éloignés, l'intérêt d'un grand télescope dans un milieu "propre" (pas pollution radio, lumineuse et de poussières) est d'avoir un meilleur pouvoir séparateur.
On pense pouvoir ainsi dissocier sur l'image une exoplanète de son étoile. jusqu'à présent on ne voit pas directement les 3 500+ exoplanètes découvertes mais on déduit leur présence et leur taille des perturbations lumineuses qu'elles provoquent en passant entre leur soleil et nous. De même on déduit leur masse des perturbations qu'elles engendrent sur la trajectoire de leur étoile.
Avec les miroirs comme ceux du JWST et du futur LUVOIR il est probable qu'on va enfin voir ces planètes individuellement et analyser plus finement leur composition (sol, atmosphère) en décomposant la lumière qu'elles nous renvoient. On le fait déjà, mais tout ça se mélange avec ce que nous envoie l'étoile.

Un bond énorme sera réalisé aussi avec la technique dite d'interférométrie d'intensité.
Si tu te rappelles tes cours d'optique de terminale... En optique, si on combine les images prises par deux miroirs éloignés, les interférences obtenues sont comme ce qu'on obtiendrait avec un seul miroir dont le diamètre serait égal à la distance entre les deux appareils. Attention, ce n'est pas une image, seulement des franges d'interférence, mais qui apportent une foule d'informations d'une précision incroyable.
Ainsi en 1920 on a pu mesurer avec précision le diamètre de l'étoile géante Bételgeuse (dans la constellation d'Orion, visible actuellement).
Imaginons donc deux prises de vue effectuées par le JWST de la même cible à 6 mois d'intervalle. La deuxième position du télescope se trouve donc à l'opposé de la première puisque la Terre a parcouru un demi-tour sur son orbite autour du Soleil.
Prenons pour simplifier une orbite de la Terre circulaire et de 150 millions de km de rayon. L'interférométrie permettra en théorie d'obtenir le pouvoir séparateur qu'on pourrait attendre d'un instrument unique d'un diamètre de ... 300 millions de km . Certes, il faut une synchronisation des signaux et des moments de prise de vue d'une précision fantastique (on doit même, il me semble, prendre en compte les effet de la Relativité), mais on commence à savoir le faire et le résultat en vaut la peine. Tu comprends donc mon excitation   

Enfin, en maintenant les détecteurs à très basse température (c'est plus facile là-haut) on peut explorer le domaine infrarouge qui lui aussi apporte son lot d'informations.
_Bruno

"Si tu te rappelles tes cours d'optique de terminale... En optique, si on combine les images prises par deux miroirs éloignés, les interférences obtenues sont comme ce qu'on obtiendrait avec un seul miroir dont le diamètre serait égal à la distance entre les deux appareils."
Si je me rappelle bien, c'est un peu le but du VLT au Chili, non ?

Pierre66 a écrit:

"Si tu te rappelles tes cours d'optique de terminale... En optique, si on combine les images prises par deux miroirs éloignés, les interférences obtenues sont comme ce qu'on obtiendrait avec un seul miroir dont le diamètre serait égal à la distance entre les deux appareils."
Si je me rappelle bien, c'est un peu le but du VLT au Chili, non ?

Aaaaahhhh, je vois que tu te rappelles bien

Bon je sais que ce sujet sort très largement du cadre de la marine, mais j'ai l'impression que nous ne sommes guère plus de 2 ou 3 sur ce post ... !

C'est pô grave : il y a des tas de sujets sur les vaisseaux Starwars, les blindés, les véhicules, les n'avions, les figurines...
C'est la beauté de ce forum : on a accès à plein de trucs en dehors de notre domaine de confort, alors il faut plutôt en profiter.

Effectivement !

Pierre66 a écrit:

Bon je sais que ce sujet sort très largement du cadre de la marine, mais j'ai l'impression que nous ne sommes guère plus de 2 ou 3 sur ce post ... !

Oui mais il y en a certainement d'autres qui lisent sans répondre.

Au passage, le JWST est désormais à plus d'un million de km de la Terre...encore quelques jours de patience.

Cette nuit le premier volet du miroir du télescope a été déplié et verrouillé en position avec succès.
Il reste l'autre volet et la phase de déploiement du satellite sera enfin complète.

Animation ici :
https://webb.nasa.gov/content/webbLaunch/assets/video/deploymentSteps/1k/WEBB_Pos_J2_Primary_Mirror_Wing_Deployment_1280_30fps_h264.mp4

L'engin a parcouru environ 74% de la distance vers l'orbite halo autour de L2. Sa vitesse a continé à diminuer pour tourner autour de 400m/s.
L'étape suivante sera une dernière poussée du moteur pour l'insérer dans cette orbite. Elle aura lieu dans 15 jours.

En attendant, l'ensemble prend lentement la température du milieu : le côté au soleil de son écran protecteur est déjà monté à 55°C alors que la face protégée reste entre -172 et -199°C.
Un différentiel de presque 250°C sur quelques centimètres : l'écran solaire est vraiment efficace !

_Bruno

"Un différentiel de presque 250°C sur quelques centimètres : l'écran solaire est vraiment efficace !"
Encore une prouesse technologique, bravo aux équipes qui ont travaillé sur le dossier depuis toutes ces années.

Pierre66 a écrit:

"Un différentiel de presque 250°C sur quelques centimètres : l'écran solaire est vraiment efficace !"
Encore une prouesse technologique, bravo aux équipes qui ont travaillé sur le dossier depuis toutes ces années.

Après, c'est moins difficile d'obtenir une telle performance dans l'espace que sur Terre. Je m'explique :
Sur Terre la chaleur se transmet par rayonnement sur le matériau,  conduction à travers le matériau et surtout convection par l'intermédiaire de l'air ambiant qui la répartit tout partout.
Dans le vide spatial la convection, qui est la part dominante dans la transmission de chaleur, est annulée vu qu'il n'y a plus d'air pour la transporter.

Restent le rayonnement qui est renvoyé par les propriétés réfléchissantes du Kapton et la conduction qui est minimale vu que ledit Kapton est constitué d'une épaisseur extrêmement fine, avec une masse très faible et qui ne peut donc pas emmagasiner beaucoup de chaleur.

Les astronautes qui sortent dans l'Espace sont soumis au même problème : le côté de leur combinaison dirigé vers le soleil est chauffé à plus de 100 degrés, le côté à l'ombre reste à -200. Pour ne pas qu'ils meurent rapidement d'un choc thermique ils portent un sous-vêtement dans lequel est inséré un réseau de tuyaux souples parcouru par un liquide caloporteur qui répartit la chaleur. Ce liquide circule grâce à la "petite usine de conditionnement" qu'ils portent sur le dos.

_Bruno

"Sur Terre la chaleur se transmet par rayonnement sur le matériau,  conduction à travers le matériau et surtout convection par l'intermédiaire de l'air ambiant qui la répartit tout partout."
Là tu fais appel à mes souvenirs de thermodynamique, qui n'était pas ma matière préférée !

Pierre66 a écrit:

"Sur Terre la chaleur se transmet par rayonnement sur le matériau,  conduction à travers le matériau et surtout convection par l'intermédiaire de l'air ambiant qui la répartit tout partout."
Là tu fais appel à mes souvenirs de thermodynamique, qui n'était pas ma matière préférée !

Pour moi, au contraire, j'avais adoré mais je reconnais que cela tenait beaucoup à la personnalité de mon prof qui était captivant...

Tout ce que j'ai retenu des "Principes de la thermo", c'est qu'il vaut mieux être près du radiateur !

Pierre66 a écrit:

Tout ce que j'ai retenu des "Principes de la thermo", c'est qu'il vaut mieux être près du radiateur !

Et au fond de la classe !

Pierre66 a écrit:

Tout ce que j'ai retenu des "Principes de la thermo", c'est qu'il vaut mieux être près du radiateur !

Près du radiateur pour la convection, mais pas contre le radiateur car la conduction, ça brûle

En ce moment même le deuxième volet du miroir est en cours de déploiement...

Apparemment le déploiement total est confirmé ... !

Encore deux semaines de trajet et 5 mois de réglages et feu !!!

Oui, le déploiement complet est confirmé ! Fabuleuse réussite technique pour cet engin
Maintenant, à la science de se déployer !
Encore un peu de patience . . .  
Jean

Pendant les deux semaines à venir avant l'insertion sur l'orbite autour de L2 le télescope continue à refroidir lentement.
Cet intervalle de temps est utilisé pour vérifier le fonctionnement des nombreux vérins qui permettent d'affiner l'orientation des éléments hexagonaux qui constituent le miroir.
Hubble possède un grand miroir unique fait d'une seule pièce. Pour affiner sa forme (et compenser les problèmes de dilatation qui la changeraient) il dispose de petits vérins qui "déforment" sa surface en poussant par derrière.
JWST, lui, est composé d'éléments distincts qui sont chacun orientables au moyen de vérins électriques. Les prochains jours permettront de tester ceux-ci individuellement.

Ensuite viendra la très longue période de calibrage des instruments de mesure.
_Bruno

Pour les fans de Légo..

Iceman29 a écrit:

Pour les fans de Légo..

Génial !

Ce projet fait partie des "Lego Ideas". S'il est sélectionné il sera disponible dans quelques mois...

Iceman29 a écrit:

Pour les fans de Légo..

Magnifique, on comprends mieux la complexité de ce déploiement en une seule étape !
Jean

Effectivement !

Début d'activation et de réglages des 18 miroirs primaires ...
Et pendant ce temps JWST continue à ralentir 0,3258 km/s ...

Pierre66 a écrit:

Et pendant ce temps JWST continue à ralentir 0,3258 km/s ...

Cela fait 1170km/h, soit trois fois rien pour un vaisseau spatial.
Oui, le ralentissement est essentiel si on veut que le moment venu le petit moteur puisse donner l'impulsion suffisante pour changer de direction et amorcer l'orbite halo autour de L2 et dont le plan est grossièrement perpendiculaire à la direction initiale depuis la Terre.
_Bruno

Bonjour,
Je vous donne ici une traduction des explications données au sujet de l’opération en cours de l'ajustement des éléments du miroir. Cela donne une bonne idée de la complexité qu'il y a à faire fonctionner quelque chose dans le vide et le froid de l'espace (Source : NASA):

"Pour soutenir les miroirs mobiles pendant leur voyage dans l'espace, chacun d'entre eux est équipé à l'arrière de trois chevilles métalliques rigides qui peuvent s'emboîter dans les supports correspondants de la structure du télescope. Avant le lancement, les miroirs ont tous été positionnés de manière à ce que les chevilles soient bien ajustées dans les supports, offrant ainsi un soutien supplémentaire. (Imaginez Webb tenant ses miroirs serrés contre la structure de son télescope, les protégeant ainsi davantage pendant les vibrations et les accélérations du lancement). Chaque miroir doit maintenant être déployé de 12,5 millimètres pour que les chevilles soient dégagées des supports. Cela permettra aux miroirs d'avoir de l'espace et d'être prêts dans leur position de départ pour l'alignement.

"Pour y parvenir, il faudra un peu de patience : Les actionneurs de miroirs commandés par ordinateur sont conçus pour des mouvements extrêmement petits, mesurés en nanomètres. Chacun des miroirs peut être déplacé avec une précision incroyable, avec des ajustements aussi petits que 10 nanomètres (soit environ 1/10 000e de la largeur d'un cheveu humain). Nous utilisons maintenant ces mêmes actionneurs pour déplacer plus d'un centimètre. Ces premiers déploiements sont donc de loin les plus grands mouvements que les actionneurs des miroirs de Webb effectueront jamais dans l'espace.

"Et nous ne les faisons pas tous en même temps. Le système de commande du miroir est conçu pour ne faire fonctionner qu'un seul actionneur à la fois. Cette méthode est à la fois plus simple (en termes de complexité de l'électronique de commande) et plus sûre (puisque les ordinateurs et les capteurs peuvent surveiller de près chaque actionneur individuel pendant qu'il fonctionne). En outre, pour limiter la quantité de chaleur dégagée par les moteurs des actionneurs dans les miroirs très froids de la sonde Webb, chaque actionneur ne peut être activé que pendant une courte période à la fois. Ainsi, les grands mouvements de 12,5 millimètres pour chaque segment sont divisés en de très nombreux mouvements courts qui se produisent un actionneur à la fois. Des scripts envoyés par le centre d'opérations de la mission dirigeront ce processus sous la supervision d'un humain, déplaçant lentement et régulièrement un actionneur à la fois, en se relayant entre les segments. À pleine vitesse, il faut environ une journée pour déplacer tous les segments d'un millimètre seulement. C'est à peu près la même vitesse que celle à laquelle l'herbe pousse !

"Ce n'est peut-être pas la période la plus excitante de la mise en service de Webb, mais ce n'est pas grave. Nous pouvons prendre le temps. Pendant les jours où nous déployons lentement les miroirs, ces derniers continuent également à se refroidir lentement en rejetant la chaleur dans le froid de l'espace. Les instruments se refroidissent également, de manière graduelle et soigneusement contrôlée, et Webb continue également à se déplacer doucement vers L2. C'est la lenteur et la constance qui caractérisent tous ces processus graduels qui nous rapprochent chaque jour un peu plus de notre objectif ultime, l'alignement des miroirs".

_Bruno

"Il est urgent de ne pas se presser !"
Petite photo souvenir avant le lancement ...

Les ailes du miroir primaire, constituées de segments hexagonaux d'un mètre de large, parfaitement emboîtés les uns dans les autres, en béryllium et recouverts d'or, sont maintenant déployées dans toute leur splendeur.

Ce processus, ainsi que tous ceux qui l'ont précédé, ont tous représenté des moments de catastrophe potentielle. Et alors que les scientifiques entament la prochaine étape de la mission - préparer le télescope pour la science - les dangers abondent toujours. L'une des choses les plus susceptibles de causer des dommages à Webb maintenant et pendant toute la durée de la mission ? Des morceaux de poussière spatiale pesant moins d'un gramme.

Pendant le déploiement de l'aile tribord du miroir primaire de Webb, samedi 8 janvier, la NASA a organisé une émission en direct qui a révélé la probabilité que Webb soit touché par de minuscules débris spatiaux, comme les micrométéorites, qui sont de petits fragments de météores et d'autres objets, pesant généralement moins d'une cuillère à café de sel.

"Imaginons qu'un débris le frappe", postule Julie Van Campen, ingénieur à la NASA et responsable adjointe de la mise en service du télescope spatial James Webb. "Et puis nous avons eu un problème comme celui de casser un miroir", ou une autre pièce du kit, poursuit-elle. Qu'est-ce qui protège le télescope contre cette éventualité ?

"La réponse est pas grand-chose", dit-elle. "Ce que vous voyez est ce que vous obtenez".

Michelle Thaller, une scientifique du Goddard Space Flight Center de la NASA qui a dirigé la diffusion, le dit plus crûment :

"De petits impacts de micrométéorites se produiront. Vous savez, au cours de la durée de vie de la mission, il y aura quelques dommages sur les miroirs du télescope."
Nous savons que le télescope Hubble subit ce genre de dommages - la NASA a des preuves visuelles que les miroirs du télescope sont marqués de minuscules cratères faits par des morceaux de débris qui frappent le télescope pendant son orbite. Mais contrairement au Hubble, le télescope spatial James Webb sera exploité et entretenu à distance - il n'y a aucun moyen d'envoyer un équipage pour réparer les dommages physiques maintenant qu'il est dans l'espace.

Même si Hubble a subi de petites blessures au cours de sa vie, aucune n'est si importante qu'elle ait affecté la capacité du télescope à faire de la science ou à prendre des images stupéfiantes de l'univers pour nous les transmettre ici sur Terre.

Il en sera de même pour le télescope spatial James Webb : ses miroirs primaire et secondaire peuvent être endommagés, au point de rendre floue une partie des images qu'il recueille. M. Van Campen compare ce phénomène à la présence d'un flotteur ou d'un grain de poussière dans votre œil. Il peut brouiller une petite partie de votre vision, mais vous voyez quand même beaucoup de choses, suffisamment pour comprendre ce que vous observez. En outre, les outils de correction numériques peuvent également aider à prendre en compte les petites aberrations qui pourraient résulter de dommages causés par des micrométéores ou d'autres débris.

La raison pour laquelle Hubble a été touché par des débris spatiaux et de la poussière est en partie liée à son orbite. Hubble tourne autour de la Terre en orbite basse, soit à 330 miles au-dessus de la Terre, qui est une zone de l'espace, explique M. Van Campen, pleine de débris spatiaux. (C'est également une zone où se trouvent de nombreux autres satellites et autres engins, ce qui laisse de la place pour les collisions).

Le télescope spatial James Webb, cependant, ne reposera pas sur une orbite similaire au-dessus de la Terre. C'est en partie la raison pour laquelle les scientifiques de la NASA ne semblent pas inquiets du fait que le précieux télescope subira très certainement quelques impacts au cours de sa vie.

Note: « WYSIWYG » est l’acronyme de la locution anglaise « what you see is what you get », signifiant littéralement en français « ce que vous voyez est ce que vous obtenez ».

Les termes WYSIWYG (prononcé /wɪ.zi.wig/ ou /wi.si.wig/) ou tel écran, tel écrit désignent en informatique une interface utilisateur qui permet de composer visuellement le résultat voulu, typiquement pour un logiciel de mise en page, un traitement de texte ou d’image. C'est une interface « intuitive » : l’utilisateur voit directement à l’écran à quoi ressemblera le résultat final.

On ne peut pas mieux dire ...
"Moët Hennessy", je veux dire :
"wait and see" !

Le long travail de réglage des miroirs a commencé.
Ce tableau de bord, qui évolue en permanence, indique les micro-déplacements de chaque élément engendrés par les vérins qui sont activés peu à peu.
L'objectif est d'atteindre un déplacement final de 12,5mm... on en est encore loin !

Légende :
Miroir en position finale : 0,0mm
Miroir en position de lancement : -12.5mm

Le miroir rond (SM) au milieu est le miroir secondaire qui est au bout du bras tripode dépliable.



_Bruno

"Allez allez le A3 on se dépêche !"

Le A6 également !