La NASA met sous tension la caméra infrarouge de 300 mégapixels du télescope Roman

Le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA a activé sa principale caméra scientifique dans l’espace, marquant une étape importante vers les premières images scientifiques de l’observatoire, prévues pour le début de 2027. Le Wide Field Instrument, connu sous le nom de WFI, est une caméra infrarouge de 300 mégapixels conçue pour cartographier de vastes régions de l’Univers tout en préservant les détails les plus fins.

L’instrument Coronagraph distinct du télescope a également passé un premier examen de ses systèmes électroniques, numériques et mécaniques. Ensemble, ces avancées montrent que deux des instruments centraux de Roman réagissent comme prévu au cours d’un programme de mise en service qui devrait durer plusieurs mois.

ScienceDaily a rapporté ces avancées, qui se produisent alors que Roman parcourt environ un million de miles en direction du deuxième point de Lagrange, ou L2. L’observatoire doit rejoindre une région de l’espace où il mènera ses investigations à long terme.

Un champ de vision étendu avec des détails précis

Roman est conçu pour occuper une position intermédiaire entre les relevés à grande échelle que permettent certains observatoires et les vues détaillées associées au télescope spatial Hubble de la NASA. Une image de WFI couvrira une portion du ciel plus vaste que la surface apparente de la pleine Lune, offrant aux scientifiques un champ de vision exceptionnellement large en une seule exposition.

Cette capacité est importante, car nombre des recherches de Roman dépendent de l’examen d’un nombre gigantesque d’objets et de vastes portions du cosmos. Les chercheurs comptent utiliser ses observations pour étudier les planètes situées en dehors du système solaire, explorer l’énergie noire et examiner la répartition de la matière dans l’Univers.

Les données des relevés seront également utiles au-delà de ces objectifs principaux. Comme l’instrument recueillera des observations nombreuses et détaillées, les scientifiques s’attendent à ce que les archives ainsi constituées permettent de nombreuses autres recherches.

Avant de pouvoir allumer WFI, les ingénieurs ont consacré 10 jours à le sécher et à le décontaminer. Pendant cette préparation, ses détecteurs ont été maintenus à moins 85 degrés Fahrenheit, soit moins 65 degrés Celsius. Cette température était supérieure à celle requise pour le fonctionnement normal.

Le matin du 11 septembre, le chauffage a été éteint et l’instrument a été laissé refroidir jusqu’à moins 225 degrés Fahrenheit, soit moins 143 degrés Celsius. Les ingénieurs ont ensuite activé ses 18 détecteurs infrarouges. Leur surface totale sensible à la lumière est approximativement comparable à celle d’un écran d’ordinateur portable.

Le système d’étalonnage a été mis sous tension plus tard dans la journée. Les données de test ont commencé à circuler dans l’instrument le lendemain matin et ont été transmises aux équipes sur Terre pour examen.

Tester les pièces mobiles de la caméra

Les opérations de mise en service se sont ensuite déplacées vers la roue porte-éléments de WFI. Ce mécanisme transporte des filtres, des prismes et d’autres composants optiques, en sélectionnant les longueurs d’onde qui atteignent les détecteurs. Il peut également séparer la lumière des objets astronomiques en différentes couleurs, fournissant des informations qu’une simple image ne peut pas livrer.

La roue a été testée pour la première fois samedi soir en l’absence des effets de la gravité. Les ingénieurs ont commencé à vérifier le système de mise au point le lendemain matin. Le maintien de la mise au point sera essentiel, car Roman devrait produire des centaines de milliers d’images au cours de sa mission.

Pendant ces opérations, les détecteurs ont continué à refroidir jusqu’à leur température de fonctionnement finale, d’environ moins 300 degrés Fahrenheit, soit moins 183 degrés Celsius. Les résultats des tests ont indiqué que WFI fonctionnait comme prévu.

Josh Schlieder, scientifique responsable de WFI au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, a déclaré que l’activation réussie confirmait des années de travail au sol. Il a salué les équipes de Goddard, de BAE Systems et de Teledyne, ainsi que les centres scientifiques de la mission, et a décrit cette réussite comme une étape majeure.

La recherche de planètes proches par Roman

L’instrument Coronagraph est destiné à démontrer une technologie permettant d’observer directement des planètes en orbite autour d’autres étoiles. Ces planètes sont beaucoup moins lumineuses que les étoiles autour desquelles elles gravitent, ce qui les rend difficiles à voir avec l’imagerie conventionnelle.

Le coronographe de Roman combine des systèmes optiques, des masques, des miroirs déformables et des capteurs afin de réduire l’éblouissement produit par une étoile hôte. Si le système fonctionne comme prévu, il pourrait permettre de détecter une partie de la faible lumière réfléchie par des planètes autour d’étoiles proches.

Au Coronagraph Commanding Center du Caltech/IPAC, à Pasadena, en Californie, les équipes ont confirmé la communication avec tous les composants majeurs de l’instrument. Les vérifications ont porté sur les logiciels, les contrôles thermiques, les mécanismes, les caméras et l’avionique. Les ingénieurs ont également montré que les contrôleurs au sol pouvaient actionner les pièces mobiles qui positionnent les masques, les filtres colorés, les lentilles et les prismes.

Le système thermique a également été testé, notamment sa capacité à réchauffer le matériel jusqu’à 72 degrés Fahrenheit, soit 22 degrés Celsius. La majeure partie du coronographe est conçue pour fonctionner à environ la température ambiante, à l’exception de ses détecteurs. Le fait de le maintenir relativement chaud simplifie les tests et aide à préserver les caractéristiques des matériaux nécessaires au fonctionnement de ses miroirs déformables.

Le coronographe est désormais soumis à une période de décontamination de 30 jours, durant laquelle ses détecteurs restent chauds afin que l’eau et les substances chimiques à l’état de traces puissent quitter leur surface. Les ingénieurs interrompront occasionnellement ce processus pour effectuer des travaux supplémentaires d’étalonnage initial.

Les vérifications réussies des instruments de Roman ne marquent pas la fin de la mise en service, mais elles écartent d’importantes incertitudes initiales. La mission reste dans les temps pour publier ses premières images scientifiques au début de 2027.