16 Octobre 2023

Satellite

D'une masse de 6 200 kilogrammes, le télescope spatial Webb est doté d'un miroir primaire de 6,5 mètres de diamètre (contre 2,4 mètres pour Hubble) : il peut collecter une image 9 fois plus rapidement que Hubble.

Webb dispose d'un pare-soleil de la taille d'un court de tennis (de 22 mètres de long sur 11 mètres de large) pour le protéger de notre étoile. Il est composé de cinq couches très fines de matériaux extrêmement réfléchissants, du kapton recouvert d’aluminium. Cette incroyable structure permet de maintenir le miroir du télescope à l’ombre, à des températures avoisinant les -223 °C (50 K). Certains des instruments à bord ont même besoin d’un refroidissement actif pour descendre jusqu’à -266°C (7 K) comme MIRI.

Webb a également réalisé des défis technologiques dont les trois premiers sont :

  • 1er miroir déployable dans l’espace et plus grand télescope dans l’espace
  • 1er spectrographe multi-objets (MOS) dans l’espace grâce à l’instrument NIRSPEC
  • 1er coronographe à masque de phase dans l’espace avec l’instrument MIRI

Il est composé de 4 éléments principaux :

  • la plateforme pour le maintien de l'orbite et de l'attitude, la gestion de l'énergie, de la température, et des données et pour assurer les communications internes au à Webb ainsi qu'avec la Terre,
  • le bouclier solaire pour protéger Webb de la lumière du Soleil et de sa chaleur,
  • le télescope pour recevoir et distribuer la lumière aux différents instruments,
  • la "charge utile" nommée ISIM (Integrated Science Instrument Module) où sont intégrés les 4 instruments derrière le miroir primaire.

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Satellite Webb

La plateforme est l'élément central de Webb, elle comprend la structure principale, les panneaux solaires pour générer l'énergie, les propulseurs et les réservoirs à carburant pour contrôler l'orbite et le pointage, les antennes pour recevoir les télécommandes et renvoyer les données techniques et scientifiques, l'électronique et le logiciel de vol pour exécuter toutes les opérations planifiées. De plus, la plate-forme inclut un système de refroidissement pour faire fonctionner MIRI à 7 K.

Le pointage du JWST est très difficile, mais aucune exigence directe n'a été émise à son sujet. De longs temps d'exposition vont demander une précision d'attitude d'environ 0,01 µrad.

Une partie importante de la gestion de la température est réalisée par l'orientation du bouclier solaire. Celui-ci est composé d'une grande surface de forme hexagonale allongée, légèrement plus petite qu'un court de tennis. Il est dirigé face au Soleil, à la Terre et à la Lune, 3 sources de lumière qui peuvent chauffer Webb et perturber la lumière infrarouge collectée par le télescope.

Le télescope comprend 2 miroirs : le miroir primaire non repliable collecte la lumière céleste avec ses 6,5 m de diamètre. Lancé replié, il est constitué de 18 éléments hexagonaux qui doivent s'imbriquer avec une très grande précision. Le miroir secondaire concentre la lumière du miroir primaire et la distribue aux instruments de l'ISIM.

L'ISIM est composé de 4 instruments principaux :

  • MIRI (Mid-InfraRed Instrument) combine une caméra moyen infrarouge (1,4' x 1,9') (MIRIM) et un spectromètre (R~3000) couvrant les longueurs d'ondes 5 - 28 µm.
  • NIRCam (Near-InfraRed CAMera) est une caméra proche infrarouge large champs (2,2' x 4,4') couvrant les longueurs d'ondes 0,6 - 5 µm.
  • NIRSpec (Near-InfraRed SPECtrograph). ) est un spectromètre proche infrarouge multi-objet à large champ (3,5' x 3,5') couvrant les longueurs d'ondes 0,6 - 5 µm aux résolutions spectrales de R~100, R~1000 et R~3000.
  • NIRISS (Near-InfraRed Imager and Sliteless Spectrograph) est un instrument secondaire associé au système de guidage fin (FGS) mais il est indépendant de celui-ci. Il s’agit d’un spectro-imageur permettant de réaliser des spectres et des images avec la bande spectrale couvrant les longueurs d’ondes 0,6-5 µm.

De plus, le système de guidage fin inclue un filtre imageur proche infrarouge réglable couvrant les longueurs d'ondes de 0,6 à 5 µm.