Le 25 décembre 2021, le télescope spatial James Webb a été lancé dans l’espace.
Le 25 décembre 2021, le télescope spatial James Webb a été lancé avec succès en orbite depuis une fusée Ariane 5. Les lancements de fusées étaient le seul moyen de propulser un vaisseau spatial sur de grandes distances dans l’espace.
(crédit: ESA-CNES-ArianeSpace / Optique Vidéo du CSG / NASA TV)
Le plan prévoyait six mois d’affichage, de refroidissement et d’étalonnage.
La séquence de diffusion du miroir secondaire est montrée dans cette image accélérée. Il doit être situé exactement à un peu moins de 24 pieds, soit un peu plus de 7 mètres du miroir primaire. C’était l’une des quelques centaines d’étapes qui devraient se dérouler comme prévu, sans faute, pour mettre en ligne un JWST entièrement fonctionnel.
(crédit: NASA/équipe du télescope spatial James Webb)
Après cela, les processus scientifiques commenceront, entraînant une espérance de vie de 5 à 10 ans.
Lorsque toutes les optiques sont déployées correctement et que le télescope est entièrement calibré, James Webb devrait être capable de voir n’importe quel objet extraterrestre dans l’univers avec une précision sans précédent, avec ses miroirs primaires et secondaires concentrant la lumière sur les instruments, où les données peuvent être prises, réduites , et retourna sur Terre.
(crédit: NASA/équipe du télescope spatial James Webb)
Cependant, le 28 avril 2022, Alignez chaque outil Il a été achevé, avec une durée de vie prévue allant jusqu’à 20 ans.
Cette image montre les 18 segments individuels qui composent le miroir principal de James Webb, et les trois ensembles de miroirs indépendants, étiquetés avec les lettres A, B et C et les numéros 1 à 6, qui correspondent à la position de chaque miroir est fixe à l’heure actuelle. télescope dispersé.
(crédit: NASA/équipe du télescope spatial James Webb)
Les performances du télescope et de l’équipe ont été incroyables, dépassant généralement les attentes.
Cette image multi-panneaux montre les détails renvoyés par les deux instruments JWST dans le même pointage/champ de vision. Pour la première fois, tous les instruments à travers le champ de vision complet ont été correctement et complètement calibrés, ce qui rapproche le JWST d’être prêt à commencer les opérations scientifiques.
Premièrement : le carburant d’origine économisé lors du lancement et destiné à la correction de trajectoire.
Avec le panneau solaire déployé 29 minutes après le lancement et environ 4 minutes avant la date prévue, il est clair que le télescope spatial James Webb de la NASA est opérationnel, reçoit de l’énergie et est en route vers sa destination finale. Le lancement a été un succès sans précédent.
JWST est arrivé à destination, point L2 Lagrange, en avance sur le calendrier.
Chaque planète orbite autour d’une étoile qui a cinq positions autour d’elle, des points de Lagrange, cette orbite commune. Un objet situé précisément à L1, L2, L3, L4 ou L5 continuera à orbiter autour du Soleil pendant exactement la même période que les orbites terrestres, ce qui signifie que la distance entre la Terre et le vaisseau spatial sera constante. L1, L2 et L3 sont des points d’équilibre instables et nécessitent des corrections de trajectoire périodiques pour y maintenir la position de l’engin spatial, tandis que L4 et L5 sont stables. Webb s’est inséré avec succès en orbite autour de L2, et il doit toujours être éloigné du Soleil à des fins de refroidissement.
L’état actuel du JWST montre jusqu’où il est allé à chaque étape de son déploiement, y compris l’étalonnage de divers composants et la température de chaque appareil. Les opérations scientifiques sont sur le point de commencer.
Une partie du Hubble eXtreme Deep Field imagée pendant 23 jours au total, contrairement à la vue simulée prédite par JWST dans l’infrarouge. En choisissant judicieusement ses cibles, le télescope spatial James Webb devrait être en mesure de révéler des détails extraordinaires sur les objets les plus éloignés de l’univers qu’aucun autre observatoire ne peut espérer révéler. Une fois l’étalonnage terminé, ce type de travail scientifique peut commencer.
(crédit: Équipe NASA/ESA et Hubble/HUDF ; Collaboration JADES pour la simulation NIRCam)
Tout d’abord, les images produites par chaque clip miroir ont été déterminées.
Cette image en mosaïque a été créée en pointant le télescope sur une étoile brillante et isolée de la constellation de la Grande Ourse connue sous le nom de HD 84406. Cette étoile a été choisie spécifiquement parce qu’elle est facile à identifier et qu’elle n’est pas encombrée d’autres étoiles de luminosité similaire, ce qui aide à réduire la Contexte. confusion. Chaque point de la mosaïque est marqué par le segment de miroir primaire correspondant qui l’a capturé. Ces résultats préliminaires correspondent étroitement aux attentes et aux simulations.
Deuxièmement, les images ont été alignées, puis les troisièmes ont été empilées.
Cette animation à trois panneaux montre la différence entre les 18 images individuelles non alignées, ces mêmes images après que chaque segment a été mieux composé, puis l’image finale où les images individuelles des 18 miroirs ont été empilées et additionnées. Le motif créé par cette étoile, connue sous le nom de « flocon de neige cauchemardesque », pourrait être amélioré avec un meilleur calibrage.
Après l’empilement des images, où toute la lumière est placée au même endroit sur le détecteur, les sections doivent encore être alignées les unes avec les autres à une résolution inférieure à la longueur d’onde de la lumière. Il mesure la phase grossière et corrige le déplacement vertical (c’est-à-dire la différence de piston) des segments de miroir. De petites erreurs de piston entraînent moins de lignes « d’arbre de rasoir » dans cette simulation de la NASA.
La première image en phase minute jamais publiée par le télescope spatial James Webb de la NASA montre une image unique d’une étoile, avec six diffractions notables (et deux moins importantes), avec un arrière-plan d’étoiles et de galaxies révélé derrière elle. Aussi cool que soit cette image, c’est probablement la pire image du télescope spatial James Webb que vous verrez jamais d’ici.
Fonction de propagation ponctuelle pour le télescope spatial James Webb, comme prévu dans un document de 2007. Les quatre facteurs du miroir primaire hexagonal (non circulaire) consistent en un réseau de 18 hexagones en mosaïque, chacun avec des espaces d’environ 4 mm, et trois entretoises de support pour maintenir le miroir secondaire en place, ils créent tous une série inévitable de pointes qui apparaissent autour des sources de points lumineux imagés avec JWST.
(crédit: R.B. Makidon, S. Casertano, C. Cox & R. van der Marel, STScI/NASA/AURA)
Sixièmement, la couverture de l’alignement s’est étendue à la boîte à outils JWST et à l’ensemble du champ de vision.
Après optimisation des phases, le télescope est bien aligné en un seul point du champ de vision du NIRCam. En effectuant des mesures à plusieurs points de champ sur chaque instrument, les différences d’intensité peuvent être minimisées à la perfection, ce qui permet d’obtenir un télescope bien coordonné sur tous les instruments scientifiques.
Septièmement, les corrections itératives finales ont mis fin à l’alignement.
Des images géométriques d’étoiles très focalisées dans le champ de vision de chaque instrument montrent que le télescope est parfaitement aligné et net. Dans ce test, Webb a pointé une partie du Grand Nuage de Magellan, une petite galaxie satellite de la Voie lactée, fournissant un champ dense de centaines de milliers d’étoiles sur tous les capteurs de l’observatoire.
À l’origine, lorsque les premières images de l’étonnante étoile « 8 pointes » de JWST ont été produites, cela indiquait que la caméra de la colonne vertébrale du vaisseau spatial, NIRCam, avait été calibrée à un moment donné. Désormais, cet étalonnage s’applique à l’ensemble du champ de vision du JWST, à l’ensemble du champ NIRCam ainsi qu’aux champs de tous les autres instruments.
Le capteur JWST Precision Wisdom suivra les étoiles directrices pour orienter l’observatoire avec précision et précision, et prendra des images d’étalonnage au lieu des images utilisées pour extraire les données scientifiques.
Faisant partie du même instrument que le capteur d’orientation de précision, l’imagerie et le spectrographe dans le proche infrarouge sont conçus pour exceller dans la découverte, la caractérisation et la spectroscopie de transit des exoplanètes. S’il existe des indices vitaux sur les exoplanètes, l’instrument NIRISS devrait les trouver.
NIRSpec est un spectromètre et non un imageur, mais peut prendre des images, telles que l’image de 1,1 μm présentée ici, pour l’étalonnage et l’acquisition de cibles. Les zones sombres visibles dans certaines parties des données NIRSpec sont dues à leurs structures de réseau de micro-obturateurs, qui contiennent des centaines de milliers d’obturateurs contrôlables qui peuvent être ouverts ou fermés pour déterminer quelle lumière est envoyée au spectromètre.
Bien que l’instrument MIRI (instrument infrarouge intermédiaire) du télescope spatial James Webb soit moins précis en raison des longues longueurs d’onde qu’il affecte, il est également l’instrument le plus puissant à bien des égards, capable de révéler les caractéristiques les plus éloignées de l’univers. .
Il s’agit d’une mosaïque JWST/NIRCam simulée générée avec JAGUAR et Guitarra pour simuler des images NIRCam, à la profondeur projetée de JADES Deep. Il est très probable qu’au cours de sa première année d’opérations scientifiques, James Webb battra de nombreux records établis par Hubble au cours de 32 ans (et plus), y compris les records pour les galaxies les plus éloignées et l’étoile la plus éloignée.
Un système de fusée innovant pourrait révolutionner les futures missions spatiales lointaines vers Mars, en réduisant leur nombre temps de voyage Sur la Planète Rouge pour quelques mois seulement.
L’objectif de faire atterrir des humains sur Mars a présenté une myriade de défis, notamment la nécessité de transporter rapidement de grosses charges utiles vers et depuis la planète lointaine, ce qui, selon l’emplacement de la Terre et de Mars, prendrait environ deux ans pour un aller-retour en utilisant technologie de propulsion actuelle.
La fusée à plasma pulsé (PPR), en cours de développement par Howe Industries, est un système de propulsion conçu pour être bien plus efficace que les méthodes actuelles de propulsion dans l’espace lointain, permettant le voyage entre la Terre et la planète rouge en seulement deux mois. Plus précisément, la fusée aura une impulsion spécifique élevée, ou Isp, qui mesure l’efficacité avec laquelle le moteur génère la poussée. Ainsi, cette technologie pourrait permettre aux astronautes et aux marchandises de voyager vers et depuis Mars plus efficacement et plus rapidement que les vaisseaux spatiaux actuels, selon un permis De la NASA.
à propos de: Combien de temps faut-il pour arriver sur Mars ?
Basé sur le concept de fusion par fission pulsée, PPR utilise un système basé sur la fission énergie nucléaire Le système, qui obtient l’énergie de la division contrôlée des atomes, génère une poussée pour propulser l’engin spatial. Cependant, le PPR est plus petit, plus simple et plus abordable que les concepts précédents.
En plus de permettre davantage de missions, le PPR peut prendre en charge des engins spatiaux beaucoup plus lourds, ce qui signifie qu’un blindage supplémentaire peut être installé pour réduire l’exposition de l’équipage aux radiations. Particules nocives à haute énergieappelés rayons cosmiques galactiques, qui peuvent être ressentis lors de missions spatiales de longue durée.
« Le PPR ouvre une toute nouvelle ère dans l’exploration spatiale », ont déclaré les responsables de la NASA.
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« Les performances exceptionnelles du PPR, combinant poussée élevée et propulsion élevée, ont le potentiel de révolutionner l’exploration spatiale », indique le communiqué. « La haute efficacité du système permet d’effectuer des missions habitées vers Mars en seulement deux mois. »
Le concept PPR entre désormais dans la phase 2 de l’étude Innovative Advanced Concept (NIAC) de la NASA, après avoir terminé la phase 1, axée sur les neutrons du système de propulsion, la conception du vaisseau spatial, du système d’alimentation et des sous-systèmes nécessaires, ainsi que l’analyse des capacités magnétiques de la tuyère. Déterminez les chemins et les avantages, selon la déclaration.
Au cours de la phase 2, les développeurs s’appuieront sur les évaluations de la phase 1 pour affiner la conception du moteur, mener des expériences de validation de principe et concevoir un concept de vaisseau spatial pour mieux protéger les vols humains vers Mars. Actuellement visité uniquement par des explorateurs robotiques, PPR pourrait un jour rapprocher la NASA de la création d’un projet Base permanente sur Mars.
Au cours des cinq dernières années, les astronomes ont découvert un nouveau type de phénomène astronomique qui existe à grande échelle, plus grande que des galaxies entières. Appelés ORC (circuits radio individuels), ils ressemblent à des anneaux géants d’ondes radio s’étendant vers l’extérieur comme une onde de choc.
Jusqu’à présent, les ORC n’ont jamais été observés à d’autres longueurs d’onde que la radio, mais selon une nouvelle… papier Libérés le 30 avril 2024, les astronomes ont capturé pour la première fois des rayons X associés à ORC.
Cette découverte fournit de nouveaux indices sur ce qui pourrait se cacher derrière la création de l’ORC.
Alors que de nombreux événements astronomiques, tels que les explosions de supernova, peuvent laisser des restes circulaires, les ORC semblent nécessiter une explication différente.
« L’énergie nécessaire pour produire une émission radio aussi étendue est très puissante », a déclaré Israa Bulbul, auteur principal de la nouvelle recherche. « Certaines simulations peuvent reproduire leurs formes mais pas leurs densités. Aucune simulation n’explique comment les ORC sont créés. »
Les ORC peuvent être difficiles à étudier, en partie parce qu’ils ne sont généralement visibles qu’aux longueurs d’onde radio. Ils n’ont jamais été associés à des émissions de rayons X ou d’infrarouges, et il n’y a aucun signe d’eux aux longueurs d’onde optiques.
Parfois, les ORC entourent une galaxie visible, mais pas toujours (huit ont été découverts jusqu’à présent autour de galaxies elliptiques connues).
À l’aide du télescope XMM-Newton de l’ESA, Bulbul et son équipe ont observé l’un des ORC connus les plus proches, un objet appelé Cloverleaf, et ont découvert une composante de rayons X frappante de cet objet.
Cette image multi-longueurs d’onde de l’ORC Cloverleaf (circuit radio unique) combine les observations de lumière visible de l’ancienne enquête DESI (Dark Energy Spectral Analyser) en blanc et jaune, les rayons X de XMM-Newton en bleu et la radio d’ASKAP (Australien). Carré) Matrice de kilomètres Pathfinder) en rouge. (X. Zhang et M. Kluge/MPE/B. Koribalski/CSIRO)
« C’est la première fois que quelqu’un voit l’émission de rayons X associée à un ORC », a déclaré Bulbul. « C’était la clé manquante pour percer le secret de la Formation Cloverleaf. »
Une radiographie d’une feuille de trèfle montre un gaz qui a été chauffé et déplacé par un processus. Dans ce cas, les émissions de rayons X révèlent deux amas de galaxies (environ une douzaine de galaxies au total) qui ont commencé à fusionner à l’intérieur de la feuille de trèfle, chauffant le gaz à 15 millions de degrés Fahrenheit.
Les fusions chaotiques de galaxies sont intéressantes, mais elles ne peuvent pas expliquer à elles seules une feuille de trèfle. Les fusions de galaxies se produisent dans tout l’univers, tandis que les ORC sont un phénomène rare. Il y a quelque chose d’unique qui se passe pour créer quelque chose comme Cloverleaf.
« Les processus de fusion constituent l’épine dorsale de la formation de la structure, mais il y a quelque chose de spécial dans ce système qui déclenche l’émission radio », a déclaré Bulbul. « Nous ne pouvons pas savoir de quoi il s’agit pour l’instant, nous avons donc besoin de données plus nombreuses et plus approfondies provenant à la fois des radiotélescopes et des télescopes à rayons X. »
Cela ne veut pas dire que les astronomes n’ont aucune idée.
« Un aperçu fascinant du signal radio puissant est que les trous noirs supermassifs résidents ont connu des épisodes d’activité intense dans le passé et que les électrons restants de cette activité ancienne ont été réaccélérés par cet événement de fusion », a déclaré Kim Weaver, scientifique du projet de la NASA, à XMM. -Newton.
En d’autres termes, les ORC comme Cloverleaf peuvent nécessiter une histoire d’origine en deux parties : de puissantes émissions provenant de trous noirs actifs et supermassifs, suivies d’ondes de choc de fusion de galaxies qui donnent un deuxième coup de pouce à ces émissions.
Un exemple de données radar aéroportées du DLR montre un changement d’altitude de plusieurs dizaines de mètres autour du volcan volcaniquement actif Litli-Hrútur causé par la formation de nouvelles roches. Le rouge indique la plus grande quantité de changement ; Bleu, au moins. Crédits : DLR
Avec sa pression atmosphérique écrasante, ses nuages d’acide sulfurique et sa température de surface torride, Vénus est un endroit particulièrement difficile à étudier. Mais les scientifiques savent que l’observation de sa surface peut fournir des informations clés sur l’habitabilité et l’évolution de planètes rocheuses comme la nôtre. Ainsi, pour avoir une perspective globale sur Vénus tout en restant au-dessus de son atmosphère infernale, la mission VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) de la NASA devrait être lancée d’ici une décennie pour étudier la surface de la planète depuis l’orbite et découvrir des preuves. . À propos de sa nature intérieure.
Pour jeter les bases de la mission, les membres internationaux Vérité, honnêteté L’équipe scientifique s’est rendue en Islande pour une expédition de deux semaines en août afin d’utiliser l’île volcanique comme substitut ou analogue de Vénus. Les emplacements sur notre planète sont souvent utilisés comme analogies avec d’autres planètes, notamment pour aider à mettre en place des technologies et des technologies destinées à des environnements peu attractifs.
« L’Islande est un pays volcanique situé au sommet d’un panache chaud. Vénus est une planète volcanique et possède de nombreuses preuves géologiques de panaches actifs », a déclaré Susan Smrekar, chercheuse scientifique principale au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud et chercheuse principale au sein du Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Veritas. « Cela fait de l’Islande un excellent endroit pour étudier Vénus sur Terre, aidant ainsi l’équipe scientifique à se préparer pour Vénus. »
La mission Veritas s’appuiera sur un radar avancé à synthèse d’ouverture pour créer des cartes globales 3D et une spectroscopie proche infrarouge afin de distinguer les principaux types de roches à la surface de Vénus. Mais pour mieux comprendre ce que le radar du vaisseau spatial verra sur la planète, l’équipe scientifique de Veritas devra comparer les observations radar du terrain islandais depuis les airs avec les mesures prises au sol.
Au cours de la première moitié de la campagne, l’équipe scientifique de Veritas a étudié les gisements volcaniques d’Askja et Champ de lave d’Holohraun Dans les hautes terres islandaises, zone active caractérisée par de petits rochers et de jeunes coulées de lave. En seconde période, ils se sont rendus à l’activité volcanique Région de Fagradalsfjall Sur la péninsule de Reykjanes, au sud-ouest de l’Islande. Le paysage aride et rocheux ressemble à la surface de Vénus, qui aurait été rajeunie par des volcans actifs.
Dix-neuf scientifiques des États-Unis, d’Allemagne, d’Italie et d’Islande ont campé et travaillé de longues heures pour étudier la rugosité de la surface et d’autres propriétés des roches dans ces régions, ainsi que pour collecter des échantillons de laboratoire. Pendant ce temps, des vols dirigés par le Centre aérospatial allemand (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, ou DLR) collectaient des données radar d’en haut.
Les membres de l’équipe scientifique VERITAS descendent une falaise sur une nouvelle roche formée par une récente coulée de lave lors de leur expédition sur le terrain en Islande début août. L’équipe a utilisé le paysage volcanique comme analogue de Vénus pour tester les techniques et la technologie radar. Source de l’image : NASA/JPL-Caltech
« L’équipe scientifique dirigée par le JPL travaillait sur le terrain pendant que nos partenaires du Centre aérospatial allemand survolaient les lieux pour collecter des images radar aériennes des sites que nous étudiions », a déclaré Daniel Nunes, scientifique adjoint du projet Veritas au JPL et responsable de l’Islande. planification de campagne. « La luminosité radar d’une surface est liée aux propriétés de cette surface, notamment sa texture, sa rugosité et sa teneur en eau. Nous avons collecté des informations sur le terrain pour vérifier les données radar que nous utiliserons pour informer la science sur ce que VERITAS fera sur Vénus. «
Alors qu’il pilotait un avion Dornier 228-212 du Centre aérospatial allemand (DLR) à une altitude d’environ 20 000 pieds (6 000 m) au-dessus du sol, un radar à synthèse d’ouverture en bande S (ondes radio d’une longueur d’onde d’environ 12 centimètres, ou 4,7 pouces) collectés) et la plage X (environ 3 centimètres (ou 1,2 pouces)) des données. La longueur d’onde plus courte des données en bande X – la fréquence radio utilisée par VERITAS – permet l’utilisation d’une antenne plus compacte que la bande S, utilisée par la mission Magellan de la NASA pour cartographier la quasi-totalité de la surface de Vénus au début des années 1990.
En observant la surface dans les deux chaînes d’Islande, l’équipe scientifique améliorera les algorithmes informatiques qui aideront Veritas à déterminer les changements de surface sur Vénus survenus depuis la mission Magellan. La détection des changements survenus au cours des 40 dernières années leur permettra d’identifier les principales zones d’activité géologique (telles que les volcans actifs) sur Vénus.
Les membres de l’équipe scientifique internationale VERITAS se préparent à imager des roches en Islande avec LIDAR (Light Detection and Ranging). Les mesures LiDAR de terrains rocheux peuvent fournir des informations sur le matériau. Source de l’image : NASA/JPL-Caltech
L’objectif principal de la campagne était également de créer une bibliothèque de modèles d’autant de tissus volcaniques de surface en Islande que possible afin de mieux comprendre l’éventail des modèles d’éruption sur Vénus. Une équipe de terrain du Centre aérospatial allemand (DLR) a également collecté des informations sur la composition à l’aide d’une caméra simulant l’instrument Venus Emission Mapper (VEM) que le DLR est en train de construire pour VERITAS. Ces données soutiendront la bibliothèque spectrale en cours de construction au Laboratoire de spectroscopie planétaire de Berlin.
« Les diverses caractéristiques et caractéristiques de la surface observées sur Vénus sont liées aux processus volcaniques, qui sont liés à l’intérieur de Vénus », a déclaré Smrekar. « Ces données seront précieuses pour VERITAS pour nous aider à mieux comprendre Vénus. Elles aideront également la mission EnVision de l’ESA, qui étudiera la surface de Vénus à l’aide d’un radar en bande S, ainsi que la communauté dans son ensemble qui souhaite comprendre les observations radar des planètes volcaniques. surfaces. »
Mais Nunes a déclaré que la valeur de la campagne islandaise de deux semaines allait au-delà de la science, offrant une opportunité de consolidation d’équipe qui trouvera un écho dans les années à venir. « C’était une belle dynamique », a-t-il ajouté. « Nous avons travaillé dur et nous nous sommes entraidés, qu’il s’agisse d’emprunter du matériel, de nous rendre sur les sites d’étude ou d’acheter des fournitures, tout le monde s’est mobilisé pour y parvenir.
À l’aide d’un scanner lidar monté sur un trépied, l’équipe scientifique a créé cette image qui met en évidence la texture rocheuse de nouvelles roches formées à partir d’une récente coulée de lave près du volcan Litli-Hrútur en Islande. Ceci sera utilisé pour comparer avec les images radar aéroportées de la même zone. Source : NASA/JPL-Caltech
En savoir plus sur la mission
La mission VERITAS et la mission 2021 Deep Venus Atmospheric Investigation of Noble Gases, Chemistry, and Imaging (DAVINCI) de la NASA dans le cadre du programme d’exploration de la NASA ont été sélectionnées comme les deux prochaines missions de l’agence vers Vénus. Les partenaires de VERITAS comprennent Lockheed Martin Space, l’Agence spatiale italienne, le DLR et le Centre national d’études spatiales en France. Le programme Discovery est géré par le bureau du programme des missions planétaires du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, pour la division des sciences planétaires de la direction des missions scientifiques de la NASA à Washington.
