Un membre de l’équipe L3Harris enlève un tissu du miroir principal du télescope spatial romain. Crédits: L3Harris Technologies
Le miroir principal du télescope spatial romain Nancy Grace, qui collectera et focalisera la lumière d’objets cosmiques proches et lointains, est terminé. En utilisant ce miroir, Roman capturera de superbes vues de l’espace avec un champ de vision 100 fois plus grand que les images Hubble.
«Atteindre cette étape est très excitant», a déclaré Scott Smith, directeur du télescope romain chez NASAGoddard Space Flight Center de Greenbelt, Maryland. «Le succès repose sur une équipe où chaque personne fait sa part, et c’est particulièrement vrai dans notre environnement difficile actuel. Chacun joue un rôle dans la collecte de cette première image et dans la réponse à des questions inspirantes. »
Roman scrutera la poussière et de vastes étendues d’espace et de temps pour étudier l’univers à l’aide de la lumière infrarouge, que les yeux humains ne peuvent pas voir. La quantité de détails que ces observations révéleront est directement liée à la taille du miroir du télescope, car une plus grande surface recueille plus de lumière et mesure des caractéristiques plus fines.
Le miroir principal de Roman mesure 2,4 mètres de diamètre. Bien qu’il soit de la même taille que le Le télescope spatial Hubblemiroir principal, il pèse moins d’un quart du poids. Le miroir de Roman ne pèse que 186 kilogrammes (410 livres) grâce à des améliorations technologiques majeures.
Le miroir principal du télescope spatial romain reflète un drapeau américain. Sa surface est figurée à un niveau des centaines de fois plus fin qu’un miroir domestique typique. Crédits: L3Harris Technologies
Le miroir primaire, de concert avec d’autres optiques, enverra de la lumière aux deux instruments scientifiques de Roman – le Instrument à grand champ et Instrument Coronagraph. Le premier est essentiellement un appareil photo géant de 300 mégapixels qui offre la même résolution nette que Hubble sur près de 100 fois le champ de vision. À l’aide de cet instrument, les scientifiques pourront cartographier la structure et la distribution de la matière noire invisible, étudier les systèmes planétaires autour d’autres étoiles et explorer comment l’univers a évolué jusqu’à son état actuel.
Le coronographe démontre une technologie qui bloque l’éblouissement des étoiles et permet aux astronomes d’imaginer directement les planètes en orbite autour d’elles. Si la technologie des coronographes fonctionne comme prévu, elle verra des planètes près d’un milliard de fois plus faibles que leur étoile hôte et permettra des études détaillées de planètes géantes autour d’autres soleils.
Roman observera depuis un point de vue à environ 930 000 miles (1,5 million de km) de la Terre dans la direction opposée au Soleil. La forme en forme de tonneau de Roman aidera à bloquer la lumière indésirable du Soleil, de la Terre et de la Lune, et l’emplacement éloigné de l’engin spatial aidera à garder les instruments au frais, garantissant qu’il sera capable de détecter de faibles signaux infrarouges.
Les grutiers abaissent l’équipement de soutien pour déplacer le miroir principal du télescope spatial romain. À l’aide de ce miroir, Roman offrira une nouvelle vision de l’univers, aidant les scientifiques à résoudre les mystères cosmiques liés à la matière noire, à l’énergie noire et aux planètes autour d’autres étoiles. Crédits: L3Harris Technologies
Puisqu’il subira une gamme de températures entre la fabrication et les essais sur Terre et les opérations dans l’espace, le miroir principal est constitué d’un verre spécial à très faible expansion. La plupart des matériaux se dilatent et se contractent lorsque les températures changent, mais si le miroir principal changeait de forme, cela déformerait les images du télescope. Le miroir de Roman et sa structure de support sont conçus pour réduire la flexion, ce qui préservera la qualité de ses observations.
Le développement du miroir est beaucoup plus avancé qu’il ne le serait généralement à ce stade, car la mission utilise un miroir qui a été transféré à la NASA par le National Reconnaissance Office. L’équipe a modifié la forme et la surface du miroir pour répondre aux objectifs scientifiques de Roman.
Le miroir nouvellement refait à neuf arbore une couche d’argent de moins de 400 nanomètres d’épaisseur – environ 200 fois plus mince qu’un cheveu humain. Le revêtement en argent a été spécifiquement choisi pour Roman en raison de sa capacité à refléter la lumière proche infrarouge. En revanche, le miroir de Hubble est recouvert de couches d’aluminium et de fluorure de magnésium pour optimiser la réflectivité de la lumière visible et ultraviolette. De même, le Télescope spatial James WebbLes miroirs ont un revêtement en or pour s’adapter à ses observations infrarouges de plus grande longueur d’onde.
Le miroir de Roman est si finement poli que la bosse moyenne sur sa surface ne mesure que 1,2 nanomètre de hauteur – plus de deux fois plus lisse que la mission l’exige. Si le miroir était dimensionné à la taille de la Terre, ces bosses ne mesureraient qu’un quart de pouce de haut.
«Le miroir a été précisément fini selon la prescription optique du télescope spatial romain», a déclaré Bonnie Patterson, responsable de programme chez L3Harris Technologies à Rochester, New York. «Comme il est tellement plus fluide que nécessaire, il offrira des avantages scientifiques encore plus importants que prévu initialement.»
Ensuite, le miroir sera monté pour des tests supplémentaires chez L3Harris. Il a déjà été largement testé à des températures froides et ambiantes. Les nouveaux tests se feront avec le miroir attaché à sa structure de support.
«Le miroir principal de Roman est terminé, mais notre travail n’est pas terminé», a déclaré Smith. «Nous sommes ravis de voir cette mission jusqu’au lancement et au-delà, et impatients de voir les merveilles qu’elle révélera.»
Le télescope spatial romain Nancy Grace est géré à Goddard, avec la participation du Jet Propulsion Laboratory de la NASA et de Caltech / IPAC à Pasadena, en Californie, du Space Telescope Science Institute de Baltimore et d’une équipe scientifique composée de scientifiques d’institutions de recherche à travers les États-Unis.
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