Le Coronagraph du télescope spatial romain a réussi des tests clés, ouvrant la voie à des observations révolutionnaires d’exoplanètes et contribuant à la quête de la vie au-delà de la Terre. Crédit : NASA
NASAc’est Télescope spatial romainL’instrument coronagraphe de , conçu pour observer des exoplanètes lointaines en bloquant la lumière stellaire, a passé avec succès des tests essentiels, marquant une avancée significative dans la technologie d’observation spatiale et la recherche de vie extraterrestre.
Un outil de pointe permettant d’observer les planètes en dehors de notre système solaire a passé avec succès deux tests clés avant son lancement dans le cadre du télescope spatial romain de l’agence d’ici 2027.
L’instrument coronographe du télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA fera la démonstration de nouvelles technologies qui pourraient considérablement augmenter le nombre de planètes en dehors de notre système solaire (exoplanètes) que les scientifiques peuvent observer directement. Conçu et construit au Jet Propulsion Laboratory de l’agence en Californie du Sud, il a récemment passé avec succès une série de tests critiques avant son lancement. Cela comprend des tests pour garantir que les composants électriques de l’instrument n’interfèrent pas avec ceux du reste de l’observatoire et vice versa.
Tests clés et technologie du coronographe
« Il s’agit d’une étape très importante et angoissante dans la construction d’un instrument spatial, pour tester si tout fonctionne ou non comme prévu », a déclaré Feng Zhao, chef de projet adjoint pour le Coronagraph romain à JPL. « Mais nous avons une équipe incroyable qui a construit cette chose, et elle a réussi les tests de composants électriques avec brio. »
Un coronographe bloque la lumière d’un objet cosmique brillant, comme une étoile, afin que les scientifiques puissent observer un objet proche qui serait autrement masqué par l’éblouissement. (Pensez au pare-soleil d’une voiture.) La lumière réfléchie ou émise par une planète transporte des informations sur les produits chimiques présents dans l’atmosphère de la planète et d’autres signes potentiels d’habitabilité. Les coronographes seront donc probablement un outil essentiel dans la recherche de la vie au-delà de notre système solaire. .
Vanessa Bailey, scientifique du JPL, se tient derrière le coronographe romain Nancy Grace, qui a été testé au JPL. De la taille d’un petit piano à queue, le Coronagraph est conçu pour bloquer la lumière des étoiles et permettre aux scientifiques de voir la faible lumière des planètes extérieures à notre système solaire. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Progrès dans l’observation des exoplanètes
Mais si les scientifiques essayaient d’obtenir des images d’une planète semblable à la Terre dans un autre système solaire (même taille, même distance d’une étoile similaire à notre Soleil), ils ne pourraient pas voir la planète dans l’éclat de l’étoile, même avec les meilleurs coronographes et les télescopes les plus puissants en activité aujourd’hui.
Le coronographe romain vise à changer ce paradigme. Les innovations apportées à l’instrument devraient permettre de voir des planètes similaires à Jupiter en taille et en distance de leur étoile. L’équipe Coronagraph espère que ces avancées permettront d’observer davantage de planètes semblables à la Terre avec les futurs observatoires.
En tant que démonstration technologique, l’objectif principal du Coronagraph romain est de tester des technologies qui n’ont jamais été déployées dans l’espace auparavant. Plus précisément, il testera des capacités sophistiquées de blocage de la lumière qui sont au moins 10 fois supérieures à celles actuellement disponibles. Les scientifiques espèrent pousser encore plus loin ses performances pour observer des cibles difficiles qui pourraient donner lieu à de nouvelles découvertes scientifiques.
Le coronographe romain a été parsemé d’ondes radio pour tester sa réponse aux signaux électriques parasites. Le test a été réalisé dans une chambre recouverte d’un rembourrage en mousse qui absorbe les ondes radio pour les empêcher de rebondir sur les murs. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Surmonter les défis de l’observation spatiale
Même si le coronographe bloque la lumière d’une étoile, une planète restera exceptionnellement faible et il faudra peut-être un mois complet d’observations pour obtenir une bonne image du monde lointain. Pour effectuer ces observations, la caméra de l’instrument détecte des photons individuels ou des particules de lumière uniques, ce qui la rend beaucoup plus sensible que les coronographes précédents.
C’est l’une des raisons pour lesquelles les tests récents ont été cruciaux : les courants électriques qui envoient de l’énergie aux composants du vaisseau spatial peuvent produire de faibles signaux électriques, imitant la lumière des caméras sensibles du Coronagraph – un effet connu sous le nom d’interférence électromagnétique. Pendant ce temps, les signaux du Coronagraph pourraient également perturber les autres instruments de Roman.
La mission doit garantir que ni l’un ni l’autre ne se produira lorsque le télescope fonctionnera dans un environnement isolé et électromagnétiquement calme, à 1 million de miles (environ 1,5 million de kilomètres) de la Terre. Une équipe d’ingénieurs a donc placé l’instrument entièrement assemblé dans une chambre spéciale isolée et électromagnétiquement silencieuse au JPL et l’a mis en marche à pleine puissance.
Ils ont mesuré la sortie électromagnétique de l’instrument pour s’assurer qu’elle tombait en dessous du niveau requis pour fonctionner à bord du Roman. L’équipe a utilisé des pinces d’injection, des transformateurs et des antennes pour produire des perturbations électriques et des ondes radio similaires à celles générées par le reste du télescope. Ensuite, ils ont mesuré les performances de l’instrument, à la recherche de bruit excessif dans les images de la caméra et d’autres réponses indésirables des mécanismes optiques.
« Les champs électriques que nous générons avec les antennes ont à peu près la même force que ceux générés par un écran d’ordinateur », a déclaré Clement Gaidon, ingénieur en systèmes électriques du Roman Coronagraph au JPL. « C’est un niveau plutôt inoffensif, tout bien considéré, mais nous avons du matériel très sensible à bord. Dans l’ensemble, l’instrument a fait un travail fantastique en naviguant à travers les ondes électromagnétiques. Et bravo à l’équipe pour avoir bouclé cette campagne de tests en un temps record !
La vaste mission du télescope spatial romain
Les enseignements tirés de la démonstration technologique Coronagraph seront distincts de la mission principale du télescope spatial romain, qui comprend de multiples objectifs scientifiques. Le principal outil de la mission, le Wide Field Instrument, est conçu pour générer certaines des plus grandes images de l’univers jamais prises depuis l’espace. Ces images permettront à Roman de mener des études révolutionnaires sur des objets cosmiques tels que les étoiles, les planètes et les galaxies, et d’étudier la répartition à grande échelle de la matière dans l’univers.
Par exemple, en prenant des images répétées du centre du voie Lactée – comme un film accéléré sur plusieurs années – le Wide Field Instrument découvrira des dizaines de milliers de nouvelles exoplanètes. (Cette étude planétaire sera distincte des observations faites par le Coronagraph).
Roman réalisera également des cartes 3D du cosmos pour explorer comment les galaxies se sont formées et pourquoi l’expansion de l’univers s’accélère, en mesurant les effets de ce que les astronomes appellent « la matière noire » et « l’énergie noire ». Grâce à ces capacités étendues, Roman contribuera à répondre aux questions sur les grandes et petites caractéristiques de notre univers.
En savoir plus sur la mission
Le télescope spatial romain Nancy Grace est géré au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, avec la participation du JPL et de Caltech/IPAC en Californie du Sud, du Space Telescope Science Institute de Baltimore et d’une équipe scientifique composée de scientifiques de diverses institutions de recherche. Les principaux partenaires industriels sont Ball Aerospace & Technologies Corp. à Boulder, Colorado ; L3Harris Technologies à Melbourne, en Floride ; et Teledyne Scientific & Imaging à Thousand Oaks, en Californie.
L’instrument coronagraphe romain a été conçu et est en cours de construction au JPL, qui gère l’instrument pour la NASA. Des contributions ont été apportées par l’ESA (la Agence spatiale européenne), JAXA (l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale), l’agence spatiale française CNES (Centre National d’Études Spatiales) et l’Institut Max Planck d’Astronomie en Allemagne. Caltech, à Pasadena, en Californie, gère le JPL pour la NASA. Le Roman Science Support Center de Caltech/IPAC s’associe au JPL pour la gestion des données du Coronagraph et la génération des commandes de l’instrument.
