Bientôt, les astronomes et les astrophysiciens auront plus de pouvoir d'observation qu'ils ne savent quoi en faire. Non seulement le télescope spatial James Webb un jour, dans les deux prochaines années, nous espérons, si tout va bien, et si le coronavirus ne le retarde plus, lancer et commencer les opérations. Mais un autre puissant télescope spatial de la NASA appelé WFIRST a franchi une étape importante et est un pas de plus vers la réalité.
WFIRST est l'abréviation de Wide Field Infrared Survey Telescope. Il aura un objectif de 2,4 mètres, de la même taille que l'objectif de Hubble. Mais WFIRST aura un large champ de vision qui est 100 fois plus grand que celui de Hubble. Il comportera deux instruments scientifiques: le Wide Field Instrument (WFI) et un instrument coronagraphique. Il sera également équipé d'un appareil photo de 300 mégapixels.
Bien que le mot infrarouge soit dans le nom du télescope, il observera également la lumière visible. Un communiqué de presse de la NASA indique que WFIRST sera en mesure de «… détecter de faibles signaux infrarouges provenant de l'ensemble du cosmos tout en générant d'énormes panoramas de l'univers…» Il devrait être lancé au milieu des années 2020.
Après avoir récemment franchi une étape critique, la NASA a donné à WFIRST le feu vert pour commencer le développement et les tests du matériel. La conception de WFIRST est déjà bien avancée et le télescope spatial utilise beaucoup de technologies déjà matures. C’est l’une des raisons pour lesquelles le projet a un coût de développement prévu d’environ 3,2 milliards de dollars, ce qui est bien inférieur au prix d’environ 10 milliards de dollars de JWST.
La conception de WFIRST nécessite de nombreuses technologies qui ont déjà fait leurs preuves, en particulier les composants de télescope de qualité Hubble. La NASA affirme également qu'une grande partie de la conception est basée sur les leçons apprises sur le chemin ardu de James Webb vers la réalisation.
La prochaine étape pour WFIRST est de finaliser la conception de la mission. La NASA construira des unités d'essai et des modèles d'ingénierie pour voir si la conception résistera à la fois au lancement et aux opérations éventuelles dans l'espace. Après le lancement, WFIRST entrera dans une orbite de halo au point Sun-Earth LaGrange 2, le même que le JWST.
«Avec une combinaison sans précédent de largeur et de profondeur, WFIRST ouvrira une nouvelle ère dans la visualisation de notre univers.»
Extrait de la vidéo de la NASA "Une image simulée montre la puissance du WFIRST de la NASA."
WFIRST a des objectifs scientifiques vraiment intéressants. En tant que télescope infrarouge, il est adapté pour répondre à des questions plus larges sur l'Univers. L'un des objectifs est de répondre à certaines des questions sur l'énergie sombre, la force motrice de l'expansion de l'Univers. Les cosmologistes veulent savoir comment l'énergie noire a changé au fil du temps, et comment et pourquoi l'expansion de l'Univers s'accélère.
Le télescope travaillera également sur les exoplanètes, l'un des sujets les plus importants en astronomie. Nous ne savons toujours pas à quel point les systèmes solaires comme le nôtre sont communs et comment l’habitabilité est déterminée. WFIRST aidera les astronomes à répondre à ces questions.
Il utilisera son coronographe pour imager directement de grandes exoplanètes. Il faudra également des spectres de ces planètes pour déterminer leur composition atmosphérique, ce qui nous aidera à détecter les biosignatures.
L’un des objectifs les plus intéressants de WFIRST est le recensement des exoplanètes. La NASA prévoit d'utiliser le phénomène de microlentille pour effectuer un recensement statistique des exoplanètes de la Voie lactée. La microlentille, c'est lorsqu'une planète invisible en dehors de notre propre système solaire se déplace devant une étoile éloignée. La gravité de la planète agit comme une lentille, grossissant la lumière des étoiles et la rendant plus lumineuse. La NASA s'attend à ce que WFIRST découvre ainsi des milliers d'exoplanètes, certains documents suggérant 70 000 exoplanètes.
Le télescope abordera également d'autres questions au fur et à mesure qu'elles seront déterminées. Les sciences spatiales - et les télescopes spatiaux - sont pleines de surprises, donc il y aura probablement des découvertes que nous ne pouvons pas prédire à l'avance, et des résultats surprenants.
WFIRST fournira les mêmes images haute résolution que le Hubble, mais avec un champ de vision beaucoup plus large. Il y a quelques mois, la NASA a publié une vidéo montrant la puissance de WFIRST. Comme le montre la vidéo, un portrait Hubble de la galaxie d'Andromède a nécessité plus de 400 images individuelles pour être capturées et composées en une seule. Il a également fallu 4 ans au Hubble pour le faire. Le puissant WFIRST sera capable de créer une mosaïque similaire avec seulement deux images. Et il ne vous faudra que 90 minutes environ pour capturer chacun des deux.
Bien que WFIRST soit un télescope infrarouge, il diffère du JWST - qui est également une lunette infrarouge - à plusieurs égards. Alors que WFIRST fournira des vues panoramiques du cosmos, JWST est beaucoup plus sensible dans l'infrarouge. La sensibilité de JWST a cependant un prix. Il faut un froid extrême pour effectuer ces observations, et le télescope a un pare-soleil complexe et critique pour le garder au frais. Ce pare-soleil doit être plié et emballé dans la fusée pour le lancement, et déployé avant que le JWST ne commence ses opérations.
WFIRST est également un télescope infrarouge, mais il ne nécessite pas la même basse température de fonctionnement. Il a toujours besoin d'un système de refroidissement, mais pas d'un pare-soleil lourd et technologiquement complexe. La température de fonctionnement de JWST est de 50 Kelvin (-223 ° C ou -370 ° F). La température de fonctionnement de WFIRST n'est pas encore finalisée, mais les documents de conception de la NASA indiquent qu'elle est d'environ 200 Kelvin (-73 C ou -100 F).
JWST et WFIRST sont des portées infrarouges et leurs missions peuvent se chevaucher à certains égards. Lorsque WFIRST trouve quelque chose d'un intérêt particulier, JWST peut l'observer avec une plus grande sensibilité infrarouge. Ce type de chevauchement est un élément constitutif des missions et des conceptions du télescope. Par exemple, le futur Observatoire Vera C. Rubin, qui devrait voir le jour plus tard cette année, examinera le ciel pour détecter les objets transitoires. Quand quelque chose comme une supernova est repéré, d'autres télescopes seront chargés de l'observer de plus près.
Pour l'instant, WFIRST n'est financé que jusqu'en septembre 2020. La NASA prend cette précaution administrative parce qu'elle veut terminer le James Webb et le faire fonctionner. Avoir deux grands projets complexes en cours en même temps - les deux télescopes spatiaux - complique les deux projets.
La date de lancement provisoire de WFIRST se situe dans le courant de l'année 2025. Sa durée de mission prévue est de cinq ans.
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