{"id":14848,"date":"2017-08-08T08:22:47","date_gmt":"2017-08-08T06:22:47","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/?p=14848"},"modified":"2017-08-27T15:50:08","modified_gmt":"2017-08-27T13:50:08","slug":"astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-infrarouge","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-infrarouge\/","title":{"rendered":"De l&#8217;astronomie \u00e0 l&#8217;entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans l&#8217;infrarouge"},"content":{"rendered":"<p>Nous poursuivons ici une longue s\u00e9rie estivale de d\u00e9couvertes scientifico-technico-entrepreneuriales sur l\u2019astronomie <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-univers\/\">d\u00e9marr\u00e9e mi juin<\/a>. J\u2019y \u00e9pluche en particulier des techniques et des instruments qui permettent d\u2019analyser la composition de l\u2019Univers, au-del\u00e0 de notre syst\u00e8me solaire.<\/p>\n<p>Apr\u00e8s les grands <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-visible\/\">t\u00e9lescopes spatiaux op\u00e9rant dans le visible<\/a>, nous passons ici aux t\u00e9lescopes spatiaux op\u00e9rant principalement dans l\u2019infrarouge avec <strong>WISE<\/strong>, <strong>Spitzer<\/strong>, <strong>Herschel<\/strong>, <strong>JWST<\/strong>, <strong>Euclid,<\/strong> <strong>WFIRST <\/strong>et le cas particulier du t\u00e9lescope-avion <strong>SOFIA <\/strong>de la NASA. Ils sont tri\u00e9s comme d&#8217;habitude par ordre de mise en service. Je vais surtout faire la part belle au JWST (<strong>James Webb Space Telescope<\/strong>) qui est un objet fascinant par sa richesse, sa complexit\u00e9, son d\u00e9ploiement multi-\u00e9tapes et par ce que les astronomes pourront en tirer pour remonter encore plus loin dans l\u2019histoire de l\u2019Univers. Nous verrons d\u00e9ci-del\u00e0 quelques contributions fran\u00e7aises \u00e0 ces divers instruments scientifiques qui sont chacun uniques en leur genre.<\/p>\n<p>Pour m\u00e9moire et en reprise des \u00e9pisodes pr\u00e9c\u00e9dents, l\u2019infrarouge est mieux capt\u00e9 dans l\u2019espace que sur Terre, notamment l\u2019infrarouge moyen et l\u2019infrarouge lointain. Ils permettent d\u2019observer des objets tr\u00e8s anciens et tr\u00e8s \u00e9loign\u00e9s dans l\u2019Univers. Mais pas que. Ils servent aussi \u00e0 d\u00e9tecter les nuages de poussi\u00e8re des galaxies ainsi que les exoplan\u00e8tes.<\/p>\n<p>On s\u00e9pare g\u00e9n\u00e9ralement les instruments et bandes de fr\u00e9quences de l\u2019infrarouge observ\u00e9es en trois cat\u00e9gories :<\/p>\n<ul>\n<li>Le <strong>proche infrarouge<\/strong>, situ\u00e9 dans la continuit\u00e9 du rouge visible, qui permet de d\u00e9tecter la poussi\u00e8re chauff\u00e9e par les \u00e9toiles, les \u00e9toiles rouges g\u00e9antes, les \u00e9toiles rouges froides, qui sont des \u00e9toiles petites et moins chaudes que le Soleil, ainsi que les \u00e9toiles en formation et les jeunes \u00e9toiles. Les capteurs sont des CCD relativement classiques et au silicium.<\/li>\n<li>L\u2019<strong>infrarouge moyen<\/strong> explore les plan\u00e8tes, les com\u00e8tes, les ast\u00e9ro\u00efdes, la poussi\u00e8re chaude, les disques protoplan\u00e9taires, les galaxies tr\u00e8s distantes (\u201chigh redshift\u201d), les mol\u00e9cules complexes (les hydrocarbures aromatiques dits &#8220;PAH&#8221;, comme pour l\u2019UV). Les capteurs sont des CCD, g\u00e9n\u00e9ralement au tellurure de mercure-cadmium (HdCdTe), en ars\u00e9niure d\u2019indium-gallium (InGaAs), en plus rarement \u00e0 l\u2019ars\u00e9niure de silicium (SiAs) ou \u00e0 l\u2019antimoine d\u2019indium (InSb).<\/li>\n<li>L\u2019<strong>infrarouge lointain <\/strong>analyse la poussi\u00e8re froide, les r\u00e9gions centrales des galaxies, les nuages mol\u00e9culaires froids, les galaxies avec un noyau actif (AGN) et les galaxies en spirale. Les capteurs sont des bolom\u00e8tres, des sortes de thermom\u00e8tres associ\u00e9s \u00e0 un amplificateur analogique. Des capteurs avec du silicium dop\u00e9 au germanium sont \u00e9galement utilis\u00e9s.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IR-detectors.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"IR detectors\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/IR-detectors_thumb.jpg\" alt=\"IR detectors\" width=\"519\" height=\"504\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Comme pour les deux parties pr\u00e9c\u00e9dentes, les t\u00e9lescopes spatiaux que nous allons examiner ici sont class\u00e9s par date de mise en service. Tous ces t\u00e9lescopes \u00e9tait dot\u00e9 de nombreux superlatifs au moment de leur lancement, et tr\u00e8s attendus par les astronomes et les astrophysiciens.<\/p>\n<p><strong>Spitzer <\/strong>(2003-2020)<\/p>\n<p>Spitzer est un t\u00e9lescope op\u00e9rant dans l\u2019infrarouge qui sert \u00e0 l\u2019\u00e9tude d\u2019exoplan\u00e8tes. Il sert \u00e0 d\u00e9tecter les exoplan\u00e8tes puis \u00e0 analyser leur atmosph\u00e8re. Il couvre aussi les disques plan\u00e9taires et les jeunes \u00e9toiles, l\u2019\u00e9tude du plan de la Voie Lact\u00e9e et de son centre, puis celle de galaxies et d\u2019amas de galaxies tr\u00e8s \u00e9loign\u00e9s. D\u2019une mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, il capte les objets les plus froids et obscurs de l\u2019Univers.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Spitzer-Space-Telescope.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Spitzer Space Telescope\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Spitzer-Space-Telescope_thumb.jpg\" alt=\"Spitzer Space Telescope\" width=\"517\" height=\"301\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le projet a \u00e9t\u00e9 initi\u00e9 par la NASA en 1984 et le t\u00e9lescope lanc\u00e9 en 2003. Il succ\u00e8de \u00e0 d\u2019autres t\u00e9lescopes op\u00e9rant dans l\u2019infrarouge : <a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Infrared_Astronomical_Satellite\">IRAS<\/a> (1983) et <a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Infrared_Space_Observatory\">ISO<\/a> (1995) et b\u00e9n\u00e9ficie notamment des am\u00e9liorations en sensibilit\u00e9 et r\u00e9solution des capteurs infrarouges. Le miroir principal du t\u00e9lescope est de taille modeste avec un diam\u00e8tre de 85 cm. La partie purement optique du t\u00e9lescope ne p\u00e8se que 50 kg. Le vaisseau fait 4 m de long pour 865 kg. Il est situ\u00e9 en orbite h\u00e9liocentrique, en retard sur la Terre dont il s\u2019\u00e9loigne progressivement et qu\u2019il rejoindra d\u2019ailleurs d\u2019ici plusieurs ann\u00e9es.<\/p>\n<p>Les instruments de Spitzer comprennent l\u2019<strong>IRAC <\/strong>(<u>I<\/u>nfra<u>R<\/u>ed <u>A<\/u>rray <u>C<\/u>amera), un photom\u00e8tre imageur en proche et moyen infrarouge (de 3 \u00e0 8 microns) \u00e9quip\u00e9 de quatre capteurs CCD de 256&#215;256 pixels, l\u2019<strong>IRS <\/strong>(<u>I<\/u>nfra<u>R<\/u>ed <u>S<\/u>pectrograph), un spectroscope dans l\u2019infrarouge moyen (5 \u00e0 40 microns) et le <strong>MIPS <\/strong>(<u>M<\/u>ultiband <u>I<\/u>maging <u>P<\/u>hotometer for <u>S<\/u>pitzer), un spectrophotom\u00e8tre dans l&#8217;infrarouge lointain (50 \u00e0 160 microns) dot\u00e9 de trois capteurs de respectivement 128&#215;128, 32&#215;32 et 2&#215;20 pixels.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Spitzer-wavelength.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Spitzer wavelength\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Spitzer-wavelength_thumb.jpg\" alt=\"Spitzer wavelength\" width=\"536\" height=\"292\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Les belles images g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par Spitzer comme le centre de la Voie lact\u00e9e ci-dessous correspondent \u00e0 l\u2019accumulation d\u2019un grand nombre d\u2019images \u00e0 basse r\u00e9solution par ces diff\u00e9rents capteurs. Les diff\u00e9rents spectros de Spitzer permettent notamment la d\u00e9tection de l\u2019hydrog\u00e8ne mol\u00e9culaire, de silicates, de glace d\u2019eau et de CO2, de m\u00e9thanol, de m\u00e9thane et de silicates amorphes et cristallins.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Spitzer-view-of-Milky-Way-Center.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border: 0px;\" title=\"The Milky Way Center Aglow with Dust\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Spitzer-view-of-Milky-Way-Center_thumb.jpg\" alt=\"The Milky Way Center Aglow with Dust\" width=\"515\" height=\"362\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le t\u00e9lescope est refroidi de mani\u00e8re passive \u00e0 30 K (30\u00b0 au-dessus du z\u00e9ro absolu), notamment gr\u00e2ce \u00e0 une protection vis \u00e0 vis du Soleil comprenant un cache et des panneaux solaires. Ses instruments sont refroidis par un syst\u00e8me cryog\u00e9nique avec de l\u2019h\u00e9lium liquide dont la recharge initiale \u00e9tait de 50 kg et pour atteindre une temp\u00e9rature de 5 K et de 1,5 K pour les capteurs.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Spitzer-interior.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Spitzer interior\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Spitzer-interior_thumb.jpg\" alt=\"Spitzer interior\" width=\"532\" height=\"244\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Celui-ci a \u00e9t\u00e9 \u00e9puis\u00e9 en 2009, date \u00e0 partir de laquelle il s\u2019est mis \u00e0 fonctionner sans r\u00e9frig\u00e9ration, essentiellement dans le proche infrarouge. Dans la pratique, les instruments sont enferm\u00e9s dans un gros container faisant office de r\u00e9frig\u00e9rateur (<em>ci-dessus<\/em>).<\/p>\n<p><strong>Herschel <\/strong>(2009 &#8211; 2013)<\/p>\n<p>Herschel est un t\u00e9lescope spatial de l\u2019agence europ\u00e9enne ESA et le plus grand qui ait \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9 qui soit sp\u00e9cialis\u00e9 dans l\u2019infrarouge et en particulier dans l\u2019infrarouge lointain. Il tire son nom du savant allemand qui avait d\u00e9couvert ces rayons en 1800 avec un prisme et un thermom\u00e8tre. Il avait observ\u00e9 que ce dernier montait en temp\u00e9rature apr\u00e8s le rouge dans l\u2019arc en ciel g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par le prisme. Il en d\u00e9duit l\u2019existence de rayons invisibles apr\u00e8s le rouge dans le spectre \u00e9lectromagn\u00e9tique.<\/p>\n<p>Dans la pratique, ils proviennent notamment de nuages de poussi\u00e8res chaudes et d\u2019objets c\u00e9lestes froids. Ils correspondent \u00e9galement aux objets qui s\u2019\u00e9loignent avec fort d\u00e9calage vers le rouge (\u201credshift\u201d) aussi appel\u00e9es les galaxies \u201chigh-z\u201d, du fait de l\u2019expansion de l\u2019Univers dont on cherche toujours \u00e0 mieux comprendre la dynamique.<\/p>\n<p>Comme Spitzer, le t\u00e9lescope Herschel couvre l\u2019infrarouge lointain. Il le d\u00e9passe en allant jusqu\u2019aux ondes pr\u00e9-millim\u00e9triques, atteignant ainsi 670 microns de longueur d\u2019onde, qui correspondent au d\u00e9but des micro-ondes. Nous avions pu les traiter au sujet des radiot\u00e9lescopes terrestres fonctionnant dans les ondes millim\u00e9triques (<strong>Nobeyama <\/strong>au Japon, l\u2019<strong>IRAM 30 Meter Telescope <\/strong>fran\u00e7ais install\u00e9 en Espagne, le <strong>James Clerk Maxwell Telescope <\/strong>am\u00e9ricain install\u00e9 \u00e0 Mauna Kea, le <strong>South Pole Telescope <\/strong>ou encore, le <strong>Large Millimeter Telescope <\/strong>install\u00e9 au Mexique).<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Herschel.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Herschel\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Herschel_thumb.jpg\" alt=\"Herschel\" width=\"519\" height=\"294\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Son miroir primaire circulaire de 3,5 m ne p\u00e8se que 315 Kg. Sa masse a \u00e9t\u00e9 fabriqu\u00e9e en carbure de silicium fritt\u00e9 (SiC), une c\u00e9ramique technique produite par la soci\u00e9t\u00e9 fran\u00e7aise <strong>Boostec<\/strong>, dont c\u2019est la sp\u00e9cialit\u00e9. La soci\u00e9t\u00e9 bas\u00e9e pr\u00e8s de Tarbes dans les Hautes-Pyr\u00e9n\u00e9es a \u00e9t\u00e9 cr\u00e9e en 1999 et fait partie du groupe fran\u00e7ais Mersen depuis 2010. C\u2019est un partenaire industriel de l\u2019activit\u00e9 satellite d\u2019Airbus. Boostec a aussi r\u00e9alis\u00e9 des miroirs pour Gaia (vu dans la <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-visible\/\">partie pr\u00e9c\u00e9dente<\/a>), pour le spectrographe NIRspec du JWST (vu plus loin) ainsi que pour la sonde Rosetta.<\/p>\n<p>Le carbure de silicium fritt\u00e9 est tr\u00e8s stable thermiquement et tr\u00e8s rigide ce qui permet aux miroirs de fonctionner quelles que soient les conditions thermiques. La technique de Boostec consiste \u00e0 fabriquer des pi\u00e8ces faisant au maximum 1 x 1,5 m et de les assembler ensuite par soudure utilisant un alliage de silicium. Le miroir d\u2019Herschel est ainsi le r\u00e9sultat de l\u2019assemblage de 12 pi\u00e8ces en SiC (cf illustration <em>ci-dessous <\/em>provenant de Boostec). Le miroir a \u00e9t\u00e9 poli en Finlande et ensuite rev\u00eatu d\u2019une couche r\u00e9fl\u00e9chissante d\u2019aluminium prot\u00e9g\u00e9e par de la silice en Espagne. Boostec a aussi r\u00e9alis\u00e9 d\u2019un seul tenant le miroir secondaire du t\u00e9lescope.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Mirroir-Herschel-in-Boostec-SiC.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Mirroir Herschel in Boostec SiC\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Mirroir-Herschel-in-Boostec-SiC_thumb.jpg\" alt=\"Mirroir Herschel in Boostec SiC\" width=\"541\" height=\"194\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le t\u00e9lescope a une masse totale de 3402 Kg. Il a \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9 par une fus\u00e9e Ariane 5 et positionn\u00e9 sur le point de Lagrange L2. Il a fallu attendre trois mois apr\u00e8s son lancement pour qu\u2019il soit refroidi \u00e0 la bonne temp\u00e9rature pour fonctionner. Il a \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9 dans la m\u00eame coiffe d\u2019Ariane que Planck, un autre t\u00e9lescope spatial, sp\u00e9cialis\u00e9 dans les ondes radio pour l\u2019analyse du bruit cosmique diffus (CMB).<\/p>\n<p>Comme il couvre \u00e0 peu pr\u00e8s les m\u00eames longueurs d\u2019onde que Spitzer, ses objectifs scientifiques sont voisins. Il sert \u00e0 \u00e9tudier l\u2019\u00e9nergie radiante des nuages mol\u00e9culaires, les galaxies, \u00e0 analyser le processus de formation des \u00e9toiles, notamment \u00e0 partir des parties les plus froides et poussi\u00e9reuses de l\u2019Univers et \u00e0 \u00e9valuer la pr\u00e9sence d\u2019eau et d\u2019autres mol\u00e9cules pouvant \u00eatre \u00e0 l\u2019origine de la vie.<\/p>\n<p>Il comprend trois grands instruments :<\/p>\n<ul>\n<li><strong>PACS<\/strong> (Photodetector Array Camera and Spectrometer) est une cam\u00e9ra de matrice de bolom\u00e8tres de 64&#215;32 et 32&#215;16 pixels servant \u00e0 cartographier l\u2019\u00e9mission infrarouge des grains de poussi\u00e8re. Elle couvre l\u2019infrarouge lointain de 55 \u00e0 210 microns, d\u00e9coup\u00e9 en deux bandes de 60-85 microns ou 85-130 microns et 130-210 microns. La r\u00e9solution spatiale du spectrom\u00e8tre est moyenne, comprise entre 1000 et 5000 raies spectrales selon la longueur d\u2019onde.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Herschel-Imaging-Instruments.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Herschel Imaging Instruments\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Herschel-Imaging-Instruments_thumb.jpg\" alt=\"Herschel Imaging Instruments\" width=\"505\" height=\"381\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<ul>\n<li><strong>SPIRE <\/strong>(Spectral and Photometric Imaging Receiver) couvre les ondes infrarouges sub-millim\u00e9triques de 200 \u00e0 670 microns sur trois bandes et g\u00e9n\u00e9rant respectivement 139, 88 et 43 pixels (cf les 43 pixels <em>ci-dessus <\/em>et l\u2019arrangement des instruments <em>ci-dessous<\/em>). Les images sont la r\u00e9sultante de transform\u00e9es de Fourier inverses, exploitant les donn\u00e9es de chaque bolom\u00e8tre radial, originaire d\u2019Allemagne. La r\u00e9solution spectrale est de 20 \u00e0 1200 raies (elle diminue avec l\u2019augmentation de la longueur d\u2019onde).<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Herschel-Sensor.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Herschel Sensor\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Herschel-Sensor_thumb.jpg\" alt=\"Herschel Sensor\" width=\"504\" height=\"305\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<ul>\n<li><strong>HIFI <\/strong>(High resolution heterodyne spectrometer) qui couvre l\u2019infrarouge lointain entre 157 et 625 microns dot\u00e9 d\u2019une tr\u00e8s grande r\u00e9solution spectrale de 10 millions de raies. Il permet l\u2019\u00e9tude de la chimie de l\u2019Univers.<\/li>\n<\/ul>\n<p>La temp\u00e9rature nominale du t\u00e9lescope est de 70K et les capteurs des instruments sont refroidis \u00e0 2K (-271\u00b0C). Le r\u00e9servoir d\u2019h\u00e9lium liquide associ\u00e9 est cons\u00e9quent, avec ses 2300 litres de capacit\u00e9 !<\/p>\n<p>La dur\u00e9e de vie op\u00e9rationnelle de ce t\u00e9lescope \u00e9tait, comme pour les autres engins de ce type, conditionn\u00e9e par son r\u00e9servoir de r\u00e9frig\u00e9rant, indispensable pour le fonctionnement des instruments dans l\u2019infrarouge moyen et lointain. Sp\u00e9cifi\u00e9 pour durer 3,5 ans, il les a d\u00e9pass\u00e9s de peu pour rester op\u00e9rationnel un peu plus de quatre ans.<\/p>\n<p><strong>WISE<\/strong> (2010 \u2013 2013)<\/p>\n<p>WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer) est un t\u00e9lescope spatial de la NASA \u00e0 champ large dans l\u2019infrarouge d\u00e9di\u00e9 notamment \u00e0 la recherche d\u2019ast\u00e9ro\u00efdes (\u201cnear earth objects\u201d) et en particulier, ceux qui sont susceptibles de fr\u00f4ler la Terre. Il recherchait aussi les \u00e9toiles de faible luminosit\u00e9 proches du syst\u00e8me solaire ainsi que les \u00e9toiles de la Voie Lact\u00e9e non observables dans le visible, cach\u00e9es par les nuages interstellaires, permettant de comprendre comment se forment les \u00e9toiles de masse \u00e9lev\u00e9e. Les autres champs de recherche comprenaient la recherche de galaxies \u00e9loign\u00e9es, de leur formation et \u00e9volution, l\u2019\u00e9mission d\u2019infrarouge lointain par les jets associ\u00e9s aux trous noirs, la composition chimique des plan\u00e8tes, com\u00e8tes et lunes dans le syst\u00e8me solaire.<\/p>\n<p>Sa mission initiale qui devait durer moins d\u2019un an lui a permis de d\u00e9couvrir 21 com\u00e8tes, 34 000 ast\u00e9ro\u00efdes et 135 g\u00e9ocroiseurs, qui sont des ast\u00e9ro\u00efdes de grande taille. Plac\u00e9 en hibernation apr\u00e8s cette mission en f\u00e9vrier 2011, il a \u00e9t\u00e9 r\u00e9activ\u00e9 en 2013 pour poursuivre sa recherche d\u2019ast\u00e9ro\u00efdes, activit\u00e9 qui se poursuivait en 2017, gr\u00e2ce \u00e0 deux de ses capteurs qui n\u2019ont pas besoin du refroidissement maximum pour fonctionner.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WISE-Space-Telescope-IR.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"WISE Space Telescope IR\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WISE-Space-Telescope-IR_thumb.jpg\" alt=\"WISE Space Telescope IR\" width=\"510\" height=\"316\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le satellite fait 2,85 x 2 x 1,73 m\u00e8tres et est aliment\u00e9 par ses panneaux solaires qui lui fournissent 550 W lorsqu\u2019il n\u2019est pas dans la nuit. Il est positionn\u00e9 sur une orbite h\u00e9liosynchrone \u00e0 525 km d\u2019altitude et qui dure 95 minutes. Ses transmissions de donn\u00e9es passent par la bande Ku, la m\u00eame qui est utilis\u00e9 en TV num\u00e9rique par les satellites g\u00e9ostationnaires d\u2019Eutelsat ou SES-Astra. Elles passent par l\u2019interm\u00e9diaire des satellites g\u00e9ostationnaires TDRSS.<\/p>\n<p>Le miroir principal du t\u00e9lescope fait seulement 40 cm. Les instruments fonctionnent dans l\u2019infrarouge moyen <span style=\"font-weight: normal;\">sur les longueurs d\u2019ondes de 3, 5, 12 et 22 microns et sont dot\u00e9s de capteurs HdCdTe (<span style=\"color: #000000;\">tellurure de mercure-cadmium<\/span>) et SiAs (ars\u00e9niure de silicium) de 1Kx1K pixels chacun, totalisant 4 millions de pixels. Ils sont r\u00e9frig\u00e9r\u00e9s par un syst\u00e8me cryog\u00e9nique utilisant <\/span><span style=\"font-weight: normal;\">16 <\/span><abbr><span style=\"font-weight: normal;\">kg<\/span><\/abbr><span style=\"font-weight: normal;\"> d&#8217;<\/span><a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Hydrog%C3%A8ne\"><span style=\"font-weight: normal;\">hydrog\u00e8ne<\/span><\/a><span style=\"font-weight: normal;\"> \u00e0 l&#8217;\u00e9tat solide (en fait, associ\u00e9 \u00e0 une mousse d\u2019aluminium, <a href=\"http:\/\/wise2.ipac.caltech.edu\/docs\/release\/allsky\/expsup\/sec3_2.html\">source<\/a>) en lieu et place de l\u2019habituel h\u00e9lium liquide, pour descendre jusqu\u2019\u00e0 12K pour la longueur d\u2019onde la plus grande, sachant que l\u2019ensemble du t\u00e9lescope est \u00e0 -83\u00b0C. <\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WISE-Space-Telescope.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"WISE Space Telescope\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WISE-Space-Telescope_thumb.jpg\" alt=\"WISE Space Telescope\" width=\"544\" height=\"320\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Pour couvrir le ciel avec un champ assez grand de 47 minutes d\u2019arc, il a fallu prendre 1,5 millions de photos avec des temps de pose de 11 secondes. La cartographie du ciel est exhaustive avec ce t\u00e9lescope tandis que son homologue Spitzer ne couvre que des cibles pr\u00e9cises avec son champ de vis\u00e9e \u00e9troit.<\/p>\n<p>La mission actuelle de WISE est d\u00e9nomm\u00e9e <a href=\"https:\/\/www.jpl.nasa.gov\/news\/news.php?release=2011-031\">NEOWISE<\/a>. Elle vise \u00e0 d\u00e9tecter de nouveaux nouveaux ast\u00e9ro\u00efdes ou de nouvelles com\u00e8tes. Pour obtenir un refroidissement passif optimal de 75K, le t\u00e9lescope est point\u00e9 vers le z\u00e9nith. Depuis 2013, elle a permis a d\u00e9couverte de 97 nouveaux objets dont 28 NEOs, 64 ast\u00e9ro\u00efdes et cinq com\u00e8tes (<a href=\"https:\/\/www.jpl.nasa.gov\/wise\/newsfeatures.cfm?release=2017-159\">source<\/a> de la cartographie <em>ci-dessous<\/em>). Sur les trois derni\u00e8res ann\u00e9es apr\u00e8s sa remise en route, WISE a capt\u00e9 7,7 million d\u2019images.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WISE-Asteroid-Mapping-2017.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"WISE Asteroid Mapping 2017\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WISE-Asteroid-Mapping-2017_thumb.jpg\" alt=\"WISE Asteroid Mapping 2017\" width=\"570\" height=\"370\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le t\u00e9lescope a aussi permis la d\u00e9couverte de plusieurs \u00e9toiles naines brunes proches du Soleil notamment <a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/WISE_0855%E2%80%930714\">WISE 0855\u20130714<\/a>, <a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/Luhman_16\">WISE 1049-5319<\/a> ainsi que l&#8217;<a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/%C3%89toile_de_Scholz\">\u00e9toile de Scholz<\/a> et en 2015, de <a href=\"https:\/\/fr.wikipedia.org\/wiki\/WISE_J224607.57-052635.0\">WISE J224607.57-052635.0<\/a>, la galaxie la plus lumineuse connue \u00e0 ce jour, situ\u00e9e \u00e0 12,5 milliards d\u2019ann\u00e9es lumi\u00e8re (<a href=\"https:\/\/arxiv.org\/pdf\/1410.1751.pdf\">source<\/a>). A cette distance, on n\u2019en d\u00e9tecte que quelques pixels, mais surtout une composition spectrale infrarouge d\u00e9taill\u00e9e.<\/p>\n<p><strong>SOFIA <\/strong>(2010-2030)<\/p>\n<p>SOFIA est un t\u00e9lescope unique en son genre de la NASA qui est install\u00e9 dans un ancien Boeing 747SP de la PanAm modifi\u00e9. C\u2019est un programme commun entre les USA et l\u2019Allemagne. Il est op\u00e9rationnel environ 900 heures par an et vole \u00e0 12-14 km d\u2019altitude, soit un peu plus haut que les 747 commerciaux qui volent aux alentours de 11-12 km. Plus l\u2019altitude est \u00e9lev\u00e9e, moins l\u2019atmosph\u00e8re, faiblement dense \u00e0 cette altitude, interf\u00e8re avec les observations.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NASA-SOFIA.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border: 0px;\" title=\"NASA SOFIA\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NASA-SOFIA_thumb.jpg\" alt=\"NASA SOFIA\" width=\"564\" height=\"377\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le t\u00e9lescope dont le miroir fait 2,5 m est embarqu\u00e9 \u00e0 l\u2019arri\u00e8re de l\u2019avion et prot\u00e9g\u00e9 au d\u00e9collage par une porte coulissante vers le haut (<em>ci-dessus<\/em>). L\u2019avion supporte bien son ouverture en altitude sans que son enveloppe de vol en souffre. Le t\u00e9lescope comprend de nombreux instruments, cam\u00e9ras et spectrographes, surtout dans l\u2019infrarouge lointain qui est mieux capt\u00e9 en altitude. Un tel t\u00e9lescope est plus facile \u00e0 mettre \u00e0 jour et r\u00e9parer qu\u2019un t\u00e9lescope spatial et sa dur\u00e9e de vie en op\u00e9ration est bien plus longue malgr\u00e9 la taille de l&#8217;a\u00e9ronef.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NASA-SOFIA-3.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border: 0px;\" title=\"NASA SOFIA 3\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NASA-SOFIA-3_thumb.jpg\" alt=\"NASA SOFIA 3\" width=\"540\" height=\"187\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>D\u2019un point de vue pratique, SOFIA a pris le relais de Spitzer lorsque celui-ci est arriv\u00e9 \u00e0 cours d\u2019h\u00e9lium pour refroidir ses instruments. Mais leur positionnement \u00e9tait diff\u00e9rent et compl\u00e9mentaire. Spitzer avait des imageurs \u00e0 haute sensibilit\u00e9 et basse r\u00e9solution spectrale. SOFIA apporte une haute r\u00e9solution angulaire et spectrale.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NASA-SOFIA-and-Spitzer.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border: 0px;\" title=\"NASA SOFIA and Spitzer\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NASA-SOFIA-and-Spitzer_thumb.jpg\" alt=\"NASA SOFIA and Spitzer\" width=\"585\" height=\"476\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Maintenant que Spitzer et Heschel sont hors service dans l\u2019infrarouge lointain, SOFIA est la seule solution pour les astronomes et astrophysiciens ! Il est m\u00eame compl\u00e9mentaire du JWST que nous verrons plus loin car il couvre l\u2019infrarouge au-del\u00e0 de 28 microns et jusqu\u2019\u00e0 600 microns, et une haute r\u00e9solution spectrale dans l\u2019infrarouge de 5 \u00e0 28 microns, choses que JWST ne sait pas du tout faire. L\u2019un de ses instruments, le <strong>GREAT<\/strong> (German REceiver for Astronomy at frequencies) est un spectrographe dans l\u2019infrarouge lointain allant de 63 \u00e0 611 microns (de 4,747 THz \u00e0 0,40 THz) qui va plus loin dans l\u2019infrarouge que Herschel.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/SOFIA-Bandwidth-and-Instrument.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"SOFIA Bandwidth and Instrument\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/SOFIA-Bandwidth-and-Instrument_thumb.jpg\" alt=\"SOFIA Bandwidth and Instrument\" width=\"577\" height=\"224\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Quand aux t\u00e9lescopes terrestres, ils sont focalis\u00e9s sur le proche infrarouge, l\u2019infrarouge moyen \u00e9tant mal re\u00e7u sur terre, g\u00ean\u00e9 par la diffraction g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par l\u2019atmosph\u00e8re, dans les bandes blanches dans le spectre <em>ci-dessous<\/em>.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Infrared-and-Atmosphere.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Infrared and Atmosphere\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Infrared-and-Atmosphere_thumb.jpg\" alt=\"Infrared and Atmosphere\" width=\"588\" height=\"316\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>James Webb Space Telescope <\/strong>(2019-2029)<\/p>\n<p>Le JWST est le t\u00e9lescope spatial de tous les records depuis Hubble. C\u2019est celui qui aura le plus grand miroir (6,2 m\u00e8tres de diam\u00e8tre) et qui co\u00fbtera le plus cher depuis Hubble avec un budget actuel total situ\u00e9 aux alentours de $9B. Son lancement est pr\u00e9vu pour octobre 2018 et sa mise en service pour avril 2019. C\u2019est un projet de la NASA r\u00e9alis\u00e9 en partenariat avec l\u2019ESA. Son nom, attribu\u00e9 en 2002, rend hommage au second administrateur de la NASA pendant les ann\u00e9es critiques de conception des programmes Mercury, Gemini et Apollo, entre 1961 et 1968.<\/p>\n<p>D\u00e9di\u00e9 aux observations dans l\u2019infrarouge, le JWST a pour objectif scientifique principal de s rapprocher autant que possible du Big bang \u2013 sachant qu\u2019il y a peut-\u00eatre un avant le Big bang sans que nous ne puissions l\u2019observer &#8211; , en remontant au-del\u00e0 de 13,4 milliards d\u2019ann\u00e9es en arri\u00e8re. Selon les th\u00e9ories actuelles, nos observations ne devraient pas pouvoir s&#8217;approcher \u00e0 plus de 3 minutes du Big Bang, moment o\u00f9 les plus anciennes lumi\u00e8res th\u00e9oriquement observables ont \u00e9t\u00e9 \u00e9mises, bien avant la formation des premi\u00e8res \u00e9toiles et galaxies. Mais JJWST n\u2019ira pas jusque l\u00e0. Accessoirement, il contribuera aussi \u00e0 la d\u00e9tection d\u2019exoplan\u00e8tes mais sera moins unique de ce point de vue-l\u00e0 pour ce qui est de son instrumentation.<\/p>\n<p>Ce t\u00e9lescope est unique \u00e0 plusieurs titres que je vais explorer ici m\u00eame. Cela concerne son d\u00e9ploiement, sa protection contre les rayons solaires tout comme son instrumentation.<\/p>\n<p>Le t\u00e9lescope est un v\u00e9ritable <strong>origami <\/strong>\u00e0 d\u00e9plier. Pr\u00e9vu pour \u00eatre lanc\u00e9 par Ariane 5, dont la coiffe fait un diam\u00e8tre int\u00e9rieur de 4,57 m, le t\u00e9lescope de 6,2 tonnes doit \u00eatre repli\u00e9 sur lui-m\u00eame \u00e0 plusieurs niveaux : pour le miroir de 6,5 m de diam\u00e8tre tout comme la protection contre les rayons du soleil qui, une fois d\u00e9pli\u00e9e, fait 21,2 m x 14,2 m, ainsi que pour le support du miroir secondaire, les panneaux solaires et sa protection contre le soleil qui fait la taille d\u2019un terrain de tennis une fois d\u00e9pli\u00e9e.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-in-Ariane.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST in Ariane\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-in-Ariane_thumb.jpg\" alt=\"JWST in Ariane\" width=\"487\" height=\"333\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>JWST sera plac\u00e9 sur le point de Lagrange L2. Le trajet pour y parvenir dure un mois. La premi\u00e8re moiti\u00e9 de ce parcours sera consacr\u00e9e au lent d\u00e9pliement du t\u00e9lescope. Celui-ci est magistralement pr\u00e9sent\u00e9 dans cette <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=bTxLAGchWnA\">simulation vid\u00e9o<\/a> de 5 minutes. Pour ce d\u00e9pliement, 178 v\u00e9rins m\u00e9caniques sont activ\u00e9s et 40 structures diff\u00e9rentes sont \u00e0 d\u00e9ployer. La plus critique \u00e0 d\u00e9plier est le syst\u00e8me de protection contre les rayons solaires en kepton en cinq couches. On se rappelle des \u201c<a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=h2I8AoB1xgU\">7 minutes de terreur<\/a>\u201d de l\u2019atterrissage sur Mars de la sonde Curiosity. Ici, la terreur passera \u00e0 deux semaines de patience ! Et il n\u2019y a aucune cam\u00e9ra embarqu\u00e9e dans JWST pour suivre son d\u00e9ploiement, surtout en cas de probl\u00e8mes. Certains ing\u00e9nieurs y ont pens\u00e9 mais un peu trop tard pour son int\u00e9gration dans le projet sans augmentation du cout. Son \u00e9tat pourra cependant \u00eatre reconstitu\u00e9 gr\u00e2ce \u00e0 tous les capteurs qu\u2019il embarque.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-unfolding.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST unfolding\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-unfolding_thumb.jpg\" alt=\"JWST unfolding\" width=\"489\" height=\"224\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le placement sur le point de Lagrange qui interviendra fin novembre 2018 ne sera que le d\u00e9but d\u2019un processus de mise en route qui durera encore cinq mois avant que le t\u00e9lescope capte les premi\u00e8res images. En cause, le lent refroidissement de ses instruments infrarouge et leur calibrage. C\u2019est le prix \u00e0 payer pour b\u00e9n\u00e9ficier de son excellente sensibilit\u00e9 qui est bien meilleure que celle de Spitzer, WISE et SOFIA (cf la comparaison dans le sch\u00e9ma <em>ci-dessous<\/em>).<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Herschel-comparison-with-other-teles1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Herschel comparison with other telescopes\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Herschel-comparison-with-other-teles1_thumb.jpg\" alt=\"Herschel comparison with other telescopes\" width=\"510\" height=\"398\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le <strong>miroir primaire<\/strong> est constitu\u00e9 de 18 miroirs hexagonaux en b\u00e9ryllium de 1,32 m de c\u00f4t\u00e9. Ils sont recouvert d\u2019or, 38g en tout, qui r\u00e9fl\u00e9chi bien les rayons infrarouges. L\u2019or est ensuite recouvert d\u2019une fine couche de protection en verre. Ce miroir utilise une optique adaptative pilot\u00e9e par 144 v\u00e9rins assurant un contr\u00f4le pr\u00e9cis de la position des hexagones sur 2 cm d\u2019amplitude et avec une pr\u00e9cision redoutable de 20 nm. Il faut 7 actuateurs cryog\u00e9niques par miroir. Le miroir principal est compl\u00e9t\u00e9 par un miroir secondaire de 74 cm, un tertiaire de 51 x 71 cm et un dernier miroir de 17 cm.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-and-Hubble-comparison.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST and Hubble comparison\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-and-Hubble-comparison_thumb.jpg\" alt=\"JWST and Hubble comparison\" width=\"485\" height=\"360\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>L\u2019<strong>orientation du JWST<\/strong> avec, du c\u00f4t\u00e9 du Soleil, des panneaux solaires g\u00e9n\u00e9rant une puissance permanente de 2 KW, les cinq couches d\u2019isolant en Kepton, une antenne de communication avec la Terre et un syst\u00e8me de positionnement par propulsion de jets de gaz. L\u2019isolant en Kepton est un film de polyamide d\u00e9velopp\u00e9 par DuPont qui peut rester stable dans une plage \u00e9tendue de temp\u00e9rature, de \u2212269 \u00b0C \u00e0 400 \u00b0C. Le c\u00f4t\u00e9 ombre comprend les miroirs et les instruments.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-Sun-and-Night-sides.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST Sun and Night sides\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-Sun-and-Night-sides_thumb.jpg\" alt=\"JWST Sun and Night sides\" width=\"505\" height=\"295\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Les <strong>instruments <\/strong>embarqu\u00e9s dans JWST sont nombreux et int\u00e9gr\u00e9s dans l\u2019ISM, l\u2019Integrated Science instruments Module. On y trouve un FGS pour le guidage, une cam\u00e9ra dans le proche infrarouge NIRcam, une cam\u00e9ra et un spectrographe dans le proche infrarouge NIRISS, un spectrographe multi-objets dans le proche infrarouge NIRspec et enfin, une cam\u00e9ra dans l\u2019infrarouge moyen, le MIRI. Nous allons les examiner un par un. L\u2019ISM comprend \u00e9galement tout un tas de fonctions de support comme l\u2019alimentation \u00e9lectrique des instruments, leur \u00e9lectronique de commande, celle des t\u00e9l\u00e9communications avec la Terre et le radiateur. La conception de ces instruments date de la d\u00e9cennie 2000.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Slide53.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Slide53\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Slide53_thumb.jpg\" alt=\"Slide53\" width=\"522\" height=\"298\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le <strong>refroidissement <\/strong>est assez classique. L\u2019ensemble des instruments est plac\u00e9 dans une enceinte \u00e0 une temp\u00e9rature de 40K et ses diff\u00e9rentes parties sont refroidies via une trentaine de radiateurs alimentant un grand radiateur plac\u00e9 \u00e0 c\u00f4t\u00e9 de l\u2019ISM. Le MIRI qui fonctionne dans l\u2019infrarouge moyen est refroidi par un syst\u00e8me utilisant de l\u2019h\u00e9lium liquide et un thermocouple utilisant le principe Joule-Thomson pour descendre jusqu&#8217;\u00e0 6 K. C\u2019est le MIRI qui conditionne donc la dur\u00e9e de vie op\u00e9rationnelle \u00e0 100% du JWST. Mais celui-ci aura probablement une vie \u00e9tendue pour ses autres instruments dont le refroidissement est passif.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-ISM-Cooling.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST ISM Cooling\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-ISM-Cooling_thumb.jpg\" alt=\"JWST ISM Cooling\" width=\"493\" height=\"169\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Les <strong>capteurs CCD <\/strong>int\u00e9gr\u00e9s dans ces instruments sont de deux types : ceux qui fonctionnent dans le proche infrarouge sont des classiques capteurs HdCdTe (<span style=\"color: #000000;\">tellurure de mercure-cadmium<\/span>) H2RG issus de Teledyne E2V, le leader de ce march\u00e9. Int\u00e9gr\u00e9s dans les instruments NIRISS, NIRCam et NIRSpec, ils d\u00e9marrent dans le rouge visible puis couvrent le proche infrarouge, de 0,6 \u00e0 5 microns et font 2Kx2K pixels.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-CCD-sensors.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST CCD sensors\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-CCD-sensors_thumb.jpg\" alt=\"JWST CCD sensors\" width=\"505\" height=\"244\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Ces capteurs sont d\u00e9clin\u00e9s en deux versions avec des teneurs vari\u00e9es de mercure et de cadmium permettant de les optimiser pour couvrir diff\u00e9remment le proche infrarouge : l\u2019une pour couvrir 0,6 \u00e0 2.5 microns, avec une meilleure sensibilit\u00e9, et l\u2019autre pour aller de 0,6 \u00e0 5 microns, avec une sensibilit\u00e9 moindre. Une quinzaine de capteurs de ce type sont install\u00e9s dans JWST. Les pixels font 18 microns de taille, \u00e0 comparer (m\u00eame si ce n\u2019est pas vraiment comparable\u2026) avec les 6 microns de c\u00f4t\u00e9 des pixels d\u2019un reflex Canon EOS 5D Mark III. Le second type de capteur et celui du MIRI. R\u00e9alis\u00e9 en ars\u00e9niure de silicium (Si:As), il couvre l\u2019infrarouge moyen de 5 \u00e0 28 \u03bcm. Il est issu de Raytheon Vision Systems et fait 1Kx1K pixels. Un classique : plus la longueur d\u2019onde augmente, plus la r\u00e9solution baisse, comme dans les radiot\u00e9lescopes.<\/p>\n<p>Tous les instruments comprennent leur propre <strong>spectrographe<\/strong>, et avec des variantes. En effet, presque tous les modes de spectrographie sont embarqu\u00e9s dans le t\u00e9lescope pour d\u00e9couper les images en morceaux divers (bandes, points, etc) et les les d\u00e9composer en fr\u00e9quences, avec des r\u00e9solutions variables selon les instruments et les longueurs d\u2019onde. Ces r\u00e9solutions sont d\u2019ailleurs plut\u00f4t moyennes par rapport \u00e0 de nombreux t\u00e9lescopes optiques vus dans une partie pr\u00e9c\u00e9dente. Le tableau et le sch\u00e9ma suivants illustrent ces variations.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-Spectrographic-Capabilities.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST Spectrographic Capabilities\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-Spectrographic-Capabilities_thumb.jpg\" alt=\"JWST Spectrographic Capabilities\" width=\"513\" height=\"135\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Voyons donc maintenant les cinq grands instruments du JWST\u2026<\/p>\n<p>Le <strong>FGS <\/strong>(Fine Guidance Sensor) et le <strong>NIRISS <\/strong>(Near-InfraRed Imager and Slit-less Spectrograph) sont construits dans un m\u00eame ensemble mais leurs chemins optiques se s\u00e9parent \u00e0 l\u2019entr\u00e9e. Ils ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9s par l\u2019agence spatiale canadienne et livr\u00e9s en 2012 ! Il s\u2019agit du syst\u00e8me de vis\u00e9e et d\u2019un syst\u00e8me de cam\u00e9ras et de spectrographie \u201cde base\u201d, couvrant juste le proche infrarouge, de 0,8 \u00e0 5 microns en analysant l\u2019image d\u2019un seul coup. Le NIRISS est aussi capable de r\u00e9aliser de l\u2019interf\u00e9rom\u00e9trie avec un masque comprenant sept ouvertures. Ils permettent apr\u00e8s moult traitement de signal de d\u00e9tecter par imagerie directe des exoplan\u00e8tes autour de certains types d\u2019\u00e9toiles. Le capteur du NIRISS est un CCD HgCdTe de 2Kx2K pixels. Le FGS sert \u00e0 capter une vue du ciel pour rep\u00e9rer des \u00e9toiles ou galaxies cl\u00e9s servant \u00e0 maintenir le pointage du JWST dans le bonne direction.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-NIRISS.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST NIRISS\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-NIRISS_thumb.jpg\" alt=\"JWST NIRISS\" width=\"493\" height=\"156\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Le <strong>NIRcam <\/strong>est une cam\u00e9ra dans le proche infrarouge d\u00e9di\u00e9e \u00e0 la compr\u00e9hension des origines de l&#8217;Univers, de la formation des amas de galaxies, des galaxies elles-m\u00eames, des syst\u00e8mes plan\u00e9taires ainsi qu\u2019\u00e0 la d\u00e9tection d\u2019exoplan\u00e8tes par la m\u00e9thode des transits ou par imagerie directe. L\u2019instrument s\u00e9pare la lumi\u00e8re en deux chemins optiques distincts via un miroir <span style=\"color: #ff0000;\"><span style=\"color: #000000;\">dichro\u00efque (qui se laisse traverser par certaines fr\u00e9quences et est r\u00e9fl\u00e9chissant pour d\u2019autres fr\u00e9quences)<\/span> <\/span>: l\u2019un pour analyser la bande de 0,6 \u00e0 2,3 microns, et l\u2019autre, pour aller de 2,4 \u00e0 5 microns. La premi\u00e8re bande est couverte par huit capteurs CCD HgCdTe de 2K X 2K pixels, triplant la r\u00e9solution angulaire par rapport \u00e0 la cam\u00e9ra WFC3 de Hubble. La seconde est dot\u00e9e de deux capteurs de ce type. La r\u00e9solution angulaire sera double dans la premi\u00e8re bande par rapport \u00e0 la seconde, car 8 capteurs y couvriront le m\u00eame champ de vision focale que 2 capteurs. L\u2019ensemble permettra de d\u00e9tecter des objets 100 fois moins lumineux que ne le pouvait le t\u00e9lescope spatial Spitzer vu au d\u00e9but de cette partie.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRCam-lght-path-and-filters.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"NIRCam lght path and filters\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRCam-lght-path-and-filters_thumb.jpg\" alt=\"NIRCam lght path and filters\" width=\"503\" height=\"193\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>La cam\u00e9ra peut supporter des temps de pose de pr\u00e8s de trois heures pour observer des objets de tr\u00e8s faible magnitude. Elle permet d\u2019observer les exoplan\u00e8tes de mani\u00e8re directe, via l\u2019usage de coronographes qui occultent les \u00e9toiles pour la visualisation d\u2019exoplan\u00e8tes tournant autour. Cela fonctionne pour les grandes plan\u00e8tes, de taille \u00e9gale ou sup\u00e9rieure \u00e0 celle de Jupiter. Ces exoplan\u00e8tes pourront avoir \u00e9t\u00e9 d\u00e9tect\u00e9es par d\u2019autres moyens (t\u00e9lescopes terrestres, Kepler, \u2026). La grande pr\u00e9cision photom\u00e9trique des capteurs CCD embarqu\u00e9s et la qualit\u00e9 des optiques permettra d\u2019obtenir avec pr\u00e9cision la taille, la masse, la densit\u00e9 et la composition des plan\u00e8tes observ\u00e9es.<\/p>\n<p>Le coronographe permet aussi d\u2019analyser les nuages de poussi\u00e8res autour d\u2019\u00e9toiles en formation, dans ce que l\u2019on appelle les disques proto-plan\u00e9taires, qui sont les disques de poussi\u00e8res et de gaz servant de pr\u00e9ludes \u00e0 la formation des plan\u00e8tes. Chaque chemin optique traverse un filtre situ\u00e9 dans un roue, avec des filtres de couleur s\u00e9parant la bande infrarouge en parties distinctes, ou avec un coronographe. Les 29 filtres diff\u00e9rents qui \u00e9quipent NIRCam permettent notamment d\u2019\u00e9valuer le d\u00e9calage vers le rouge (redshift) des objets observ\u00e9s.<\/p>\n<p>NIRCam sert aussi \u00e0 l\u2019alignement pr\u00e9cis des 18 miroirs hexagonaux du miroir principal du t\u00e9lescope. Cet ajustement sera r\u00e9alis\u00e9 \u00e0 une fr\u00e9quence de une \u00e0 deux semaines. L\u2019instrument fonctionne \u00e0 la temp\u00e9rature de 37K, soit 37\u00b0C au-dessus du z\u00e9ro absolu qui est \u00e0 -273\u00b0C.<\/p>\n<p>Le <strong>NIRspec<\/strong> est le premier spectrographe multi-objets lanc\u00e9 dans l&#8217;espace, capable d\u2019analyser simultan\u00e9ment le spectre dans le proche infrarouge d\u2019une centaine d\u2019objets. Il sert \u00e0 \u00e9tudier les galaxies, \u00e0 \u00e9valuer leur masse et leur vitesse de rotation ainsi qu\u2019\u00e0 d\u00e9couvrir des exoplan\u00e8tes. Sa conception et sa fabrication ont \u00e9t\u00e9 g\u00e9r\u00e9es par l\u2019ESA.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRSpec-Light-Path.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"NIRSpec Light Path\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRSpec-Light-Path_thumb.jpg\" alt=\"NIRSpec Light Path\" width=\"513\" height=\"186\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>La lumi\u00e8re passe par un syst\u00e8me \u00e0 base de micro-miroirs qui n\u2019est pas sans rappeler le fonctionnement des projecteurs vid\u00e9o utilisant les puces DLP de Texas Instruments ou leur \u00e9quivalent SXRD chez Sony. Quatre puces comprennent chacune 171 colonnes et 365 lignes de micro-miroirs, ce qui fait un total de 249 660 micro-miroirs. Ils permettent de s\u00e9lectionner des \u00e9toiles ou galaxies \u00e0 spectrographier.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRSpec-MSA.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"NIRSpec MSA\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRSpec-MSA_thumb.jpg\" alt=\"NIRSpec MSA\" width=\"513\" height=\"203\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>La lumi\u00e8re de ces objets va ensuite traverser un prisme pour \u00eatre d\u00e9compos\u00e9e et le spectre correspondant lu sur un capteur CCD. De 60 \u00e0 100 objets peuvent ainsi \u00eatre spectrographi\u00e9s d\u2019un seul coup ce qui apporte un gain de productivit\u00e9 significatif, critique pour un t\u00e9lescope dont la dur\u00e9e de vie op\u00e9rationnelle est limit\u00e9e \u00e0 une dizaine d\u2019ann\u00e9es maximum. La lumi\u00e8re qui rentre dans le NIRSpec est r\u00e9fl\u00e9chie sur un total de 14 miroirs, dont les micro-miroirs, et passe au travers de filtres de couleur infrarouge arrang\u00e9s sur une roue puis par des prismes, eux-aussi arrang\u00e9s sur une roue de s\u00e9lection. Les miroirs ont \u00e9t\u00e9 produits en carbure de silicium par le fran\u00e7ais Boostec et int\u00e9gr\u00e9s par Astrium. NIRSpec couvre le rouge et le proche infrarouge (seul le MIRI couvre l\u2019infrarouge moyen), de 0,6 \u00e0 5,3 microns.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRSpec-Multiobjects-Spectro.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"NIRSpec Multiobjects Spectro\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRSpec-Multiobjects-Spectro_thumb.jpg\" alt=\"NIRSpec Multiobjects Spectro\" width=\"509\" height=\"176\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>La spectrographie peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9e dans un autre mode faisant appel \u00e0 un IFU (Integral Field Unit) qui d\u00e9coupe\u00a0 le champ de vision en bandes \u00e9troites qui peuvent \u00eatre spectrographi\u00e9es individuellement. Ce qui permet de cr\u00e9er une sorte de &#8220;cube&#8221; du champ de vision avec deux dimensions spatiales et une troisi\u00e8me dimension spectrale pour chaque pixel de l&#8217;image.<\/p>\n<p>Le <strong>MIRI <\/strong>est une cam\u00e9ra fonctionnant dans l\u2019infrarouge moyen, de 5 \u00e0 28 microns. Elle est dot\u00e9e de quatre coronographes qui permettent d\u2019observer et analyser de mani\u00e8re directe des exoplan\u00e8tes. Dont un qui repose sur un filtre \u00e0 quadrants, 4Quadrant, qui d\u00e9phase d\u2019une demi-longueur d\u2019onde deux quadrants sur les quatre et permet ensuite par interf\u00e9rom\u00e9trie d\u2019identifier des exoplan\u00e8tes.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-MIRI-4Quadrant.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST MIRI 4Quadrant\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-MIRI-4Quadrant_thumb.jpg\" alt=\"JWST MIRI 4Quadrant\" width=\"511\" height=\"288\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>L\u2019observation des exoplan\u00e8tes est aussi possible en photom\u00e9trie par la m\u00e9thode des transits, que nous aurons l\u2019occasion de d\u00e9tailler dans une partie \u00e0 venir sur les exoplan\u00e8tes. Cette derni\u00e8re m\u00e9thode est optimis\u00e9e car, dans l\u2019infrarouge moyen, le diff\u00e9rentiel de luminosit\u00e9 est moindre entre plan\u00e8tes et \u00e9toiles que dans le proche infrarouge et d\u2019un facteur 1000 !<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-MIRI-Imager.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"JWST MIRI Imager\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/JWST-MIRI-Imager_thumb.jpg\" alt=\"JWST MIRI Imager\" width=\"508\" height=\"343\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>La cam\u00e9ra comprend aussi un spectrographe, dot\u00e9 de quatre canaux avec leur propre optique de s\u00e9paration du champ de vision. Elle est adapt\u00e9e \u00e0 l\u2019observation d\u2019objets c\u00e9lestes tr\u00e8s distants (high red shift), aux objets tr\u00e8s froids et\/ou charg\u00e9s en poussi\u00e8res et \u00e0 la d\u00e9tection de nombreuses mol\u00e9cules : hydrog\u00e8ne, PAH, silicates, eau, CO, CH4, CH3OH, NH3, OCN\u2013, C2H2, HCN et OH. Dix filtres de couleur sont disponibles et con\u00e7us par Zeiss en Allemagne. Les trois capteurs CCD du MIRI font pour m\u00e9moire 1Kx1K pixels.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRSpec-Filters5.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"NIRSpec Filters\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/NIRSpec-Filters5_thumb.jpg\" alt=\"NIRSpec Filters\" width=\"519\" height=\"119\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Les capteurs CCD ont des zones sp\u00e9cialis\u00e9es adapt\u00e9es aux diff\u00e9rents types de mesure et spectrographie. L\u2019instrument a b\u00e9n\u00e9fici\u00e9 de contributions fran\u00e7aises avec le CEA pour l\u2019imageur puis le LESIA et le LAM (Marseille) pour le coronographe.<\/p>\n<p>Le calculateur de JWST est le \u201cCommand and Data Handling System\u201d devrait envoyer vers la Terre au moins 660 To de donn\u00e9e pendant la dur\u00e9e de vie op\u00e9rationnelle du t\u00e9lescope. Son buffer local est de 58,9 Go de donn\u00e9es, en technologie de type SSD. Il est vid\u00e9 dans des cr\u00e9neaux de 4 heures deux fois par jour au rythme de 28,6 Go par cr\u00e9neau. Le buffer contient donc tout juste une journ\u00e9e d\u2019observations. Les instruments et le calculateur de JWST sont reli\u00e9s par un bus de donn\u00e9es con\u00e7u par l\u2019ESA, le SpaceWire, qui tourne \u00e0 66 Mbits\/s.<\/p>\n<p>Voil\u00e0 pour le riche \u00e9quipement du JWST. Il reste \u00e0 croiser des doigts pour que ce magnifique t\u00e9lescope se d\u00e9plie sans encombres en 2018 pour qu\u2019il puisse nous informer ensuite convenablement sur les origines de l\u2019Univers \u00e0 partir du printemps 2019 !<\/p>\n<p>Il nous reste maintenant \u00e0 \u00e9tudier trois autres t\u00e9lescopes d\u00e9di\u00e9s aux merveilles c\u00e9lestes de l\u2019infrarouge. Il sont encore en gestation et leur mise en service aura lieu au mieux d\u2019ici 2020.<\/p>\n<p><strong>Euclid <\/strong>(2020 \u2013 2027)<\/p>\n<p>Ce t\u00e9lescope spatial est un projet de l\u2019ESA d\u00e9di\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9tude de l\u2019expansion de l\u2019Univers et servant \u00e0 valider ou invalider les th\u00e9ories de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale et l\u2019hypoth\u00e8se de l\u2019\u00e9nergie et de la mati\u00e8re noire. Il doit servir \u00e0 d\u00e9terminer avec pr\u00e9cision diverses constantes cosmologiques dans le domaine gravitationnel. Et notamment d\u00e9couvrir si l\u2019\u00e9nergie noire est une constante cosmologique ou bien si elle d\u00e9pend de l\u2019expansion de l\u2019Univers.<\/p>\n<p>La mission se situe dans la continuit\u00e9 de celle du t\u00e9lescope spatial Planck qui est d\u00e9di\u00e9 \u00e0 l\u2019\u00e9tude du rayonnement de fond cosmologique. Euclid fonctionne dans le visible et l&#8217;infrarouge. Il mesure le d\u00e9calage vers le rouge des galaxies et amas de galaxies jusqu\u2019\u00e0 un d\u00e9calage modeste z=2 correspondant \u00e0 un \u00e9loignement de 10 milliards d&#8217;ann\u00e9es. Il permettra aussi de cartographier les galaxies \u00e9loign\u00e9es avec une plus grande pr\u00e9cision et sensibilit\u00e9 que le <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-grands-telescopes\/\">Sloan Foundation Telescope<\/a>.<\/p>\n<p>Pesant 2,2 tonnes, le t\u00e9lescope sera envoy\u00e9 sur le point de Lagrange L2 par un lanceur Soyouz \u00e0 partir de la base de Kourou en Guyane. Il est construit par Airbus Defense &amp; Space et Thales Alenia Space.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Euclid-Space-Telescope.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Euclid Space Telescope\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Euclid-Space-Telescope_thumb.jpg\" alt=\"Euclid Space Telescope\" width=\"467\" height=\"351\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>L\u2019optique d\u2019Euclid s\u00e9pare le champ lumineux issu du miroir primaire de 1,2 m, r\u00e9fl\u00e9chi par trois miroirs, via un filtre dichro\u00efque avec d\u2019un c\u00f4t\u00e9 le visible et de l\u2019autre le proche infrarouge. Les deux instruments aliment\u00e9s sont :<\/p>\n<ul>\n<li><strong>VI-SPA<\/strong>, qui est d\u00e9di\u00e9 \u00e0 l\u2019imagerie dans le visible et est dot\u00e9 d\u2019une matrice de 36 capteurs CCD de 4Kx4K Teledyne E2V couvrant les fr\u00e9quences de 550 \u00e0 900 microns, en grignotant un peu le d\u00e9but du proche infrarouge. L\u2019observation est \u00e0 champ large. Elle permettra notamment de d\u00e9terminer avec plus de pr\u00e9cision la forme des galaxies.<\/li>\n<li><strong>NISP<\/strong>, qui est consacr\u00e9 \u00e0 la photom\u00e9trie (mesure de la variation de la lumi\u00e8re dans le temps) et la spectroscopie (d\u00e9composition de la lumi\u00e8re en fr\u00e9quences) dans le proche infrarouge. Il comprend trois filtres dans le proche infrarouge (950-1,192 microns, 1,12- 1,5 microns, 1,5- 2 microns) et quatre grismes qui sont des prismes avec une face formant un r\u00e9seau de diffraction ne laissant passer qu&#8217;une seule longueur d&#8217;onde. Le tout arrive sur 16 capteurs CCD de 2Kx2K. L\u2019ensemble est refroidi passivement \u00e0 90 K.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Euclid-instruments.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"Euclid instruments\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/Euclid-instruments_thumb.jpg\" alt=\"Euclid instruments\" width=\"518\" height=\"234\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Euclid va \u00eatre notamment utilis\u00e9 sur deux campagnes d\u2019exploration. Une campagne \u00e0 large champ (15 000 degr\u00e9s carr\u00e9s) hors de la Voie Lact\u00e9e ciblant 1,5 milliards de galaxies et une campagne \u00e0 champ \u00e9troit ciblant deux zones de 10 et 20 degr\u00e9s carr\u00e9s ciblant 1,5 millions de galaxies. Il s\u2019appuiera en particulier sur les lentilles gravitationnelles pour ses investigations. Ce sont des \u201cloupes\u201d g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par des galaxies ou AGN (noyaux galactiques actifs) dont la gravitation d\u00e9vie les flux de lumi\u00e8re des objets qui sont derri\u00e8re elles et qui permettent de mieux les observer.<\/p>\n<p>Euclid enverra ses donn\u00e9es \u00e0 la Terre via la bande Ku, aussi utilis\u00e9e par les satellites g\u00e9ostationnaires de diffusion de TV, \u00e0 raison de 850 Gbits par jour. Le co\u00fbt du projet est estim\u00e9 \u00e0 850M\u20ac.<\/p>\n<p><strong>WFIRST <\/strong>(2020-2030)<\/p>\n<p>Le projet de ce t\u00e9lescope spatial Wide-Field InfraRed Survey Telescope a d\u00e9marr\u00e9 relativement r\u00e9cemment, en 2015. Il est construit par <strong>Ball <\/strong>et <strong>Lockheed Martin <\/strong>pour le compte de la NASA et doit \u00eatre positionn\u00e9 sur le point de Lagrange L2, comme JWST.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WFIRST.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; margin: 10px 0px 10px 10px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"WFIRST\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WFIRST_thumb.jpg\" alt=\"WFIRST\" width=\"468\" height=\"211\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Lui aussi doit aider les astrophysiciens \u00e0 \u00e9tudier l\u2019existence et l\u2019impact de la mati\u00e8re et de l\u2019\u00e9nergie noires dans l\u2019expansion acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e de l\u2019Univers et remonter pour cela assez loin dans l\u2019histoire de l\u2019Univers.<\/p>\n<p>Bas\u00e9e sur l\u2019identification d\u2019une centaine de quasars avec un redshift de plus de 7 (plus de 12 milliards d\u2019ann\u00e9es lumi\u00e8re de distance), cette \u00e9tude doit permettre d\u2019affiner les grandes \u00e9quations physiques associant gravit\u00e9, masse et \u00e9nergie et de d\u00e9terminer au passage le futur lointain de l\u2019Univers : qui se d\u00e9chire ou qui s\u2019\u00e9crase sur lui-m\u00eame ou reste relativement stable et en expansion, sachant que l\u2019esp\u00e8ce humaine n\u2019aura probablement jamais le loisir d\u2019observer directement ces ph\u00e9nom\u00e8nes. En effet, la Terre ne sera plus habitable bien avant qu\u2019ils interviennent. Et il sera plus que difficile pour l\u2019esp\u00e8ce humaine de s\u2019installer sur d\u2019autres plan\u00e8tes.<\/p>\n<p>Ce t\u00e9lescope servira aussi \u00e0 comprendre le cycle de vie des galaxies et \u00e0 \u00e9valuer la quantit\u00e9 d\u2019exoplan\u00e8tes similaires \u00e0 la Terre. Il ambitionne de d\u00e9tecter plus de 25 plan\u00e8tes \u201chabitables\u201d lors de sa mission, dans la direction du centre de la galaxie.<\/p>\n<p>L\u2019\u00e9tude de l\u2019\u00e9nergie noire repose sur plusieurs mesures indirectes :<\/p>\n<ul>\n<li>Les <strong>lentilles gravitationnelles faibles <\/strong>mesurent l\u2019histoire de l\u2019expansion et de la croissance des grandes structures de l\u2019Univers comme ses galaxies et amas de galaxies.<\/li>\n<li>Les <strong>supernovas Ia <\/strong>qui permettent aussi de comprendre l\u2019histoire de l\u2019expansion de l\u2019Univers.<\/li>\n<li>Enfin les <strong>oscillations acoustiques baryoniques <\/strong>exploitent le regroupement de galaxies en amas comme un indicateur des constantes de l\u2019expansion de l\u2019Univers.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WFIRST-Dark-Energy-Roadmap.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" style=\"background-image: none; padding-top: 0px; padding-left: 0px; display: inline; padding-right: 0px; border-width: 0px;\" title=\"WFIRST Dark Energy Roadmap\" src=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/wp-content\/WFIRST-Dark-Energy-Roadmap_thumb.jpg\" alt=\"WFIRST Dark Energy Roadmap\" width=\"487\" height=\"361\" border=\"0\" \/><\/a><\/p>\n<p>Son miroir principal fera 2,5 m. Son instrument fonctionnera dans le proche infrarouge entre 0,76 et 2 microns et utilisera 18 capteurs HgCdTe (tellurure de mercure-cadmium) de 4Kx4K pixels totalisant 288 mpixels. Le refroidissement pr\u00e9vu n\u2019est pas extr\u00eame et se contentera de descendre \u00e0 100K par radiation passive.<\/p>\n<p>Il sera compl\u00e9t\u00e9 d\u2019un spectrographe avec un capteur CCD de 2Kx2K pixels et d\u2019un coronographe (pour la d\u00e9tection directe d\u2019exoplan\u00e8tes autour d\u2019\u00e9toiles cibles) utilisant son propre capteur CCD de 1Kx1K pixels. Son optique est \u00e0 champ tr\u00e8s large, comparativement \u00e0 celles de Hubble et du JWST.<\/p>\n<p>Pour en savoir bien plus, direction cet imposant document \u201c<a href=\"https:\/\/wfirst.gsfc.nasa.gov\/science\/sdt_public\/WFIRST-AFTA_SDT_Report_150310_Final.pdf\">Wide-Field InfraRed Survey Telescope-Astrophysics Focused Telescope Assets WFIRST-AFTA 2015 Report<\/a>\u201d de 319 pages qui d\u00e9taille la mission scientifique et l\u2019instrumentation de ce t\u00e9lescope. A ce stade, vous devez en avoir marre de l\u2019infrarouge !<br \/>\n________________________<\/p>\n<p>Le <a href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-rayons-gamma-x-uv-ondes-radio\/\">prochain \u00e9pisode<\/a> poursuivra ce long parcours des t\u00e9lescopes spatiaux en se consacrant \u00e0 ceux qui explorent les rayons gamma, X et ultraviolets ainsi que des rares radiot\u00e9lescopes spatiaux. Encore de quoi quelques d\u00e9couvertes scientifiques et technologiques li\u00e9es aux m\u00e9thodes de captation dans ces longueurs d\u2019onde exotiques. Nous suivrons apr\u00e8s avec les techniques et t\u00e9lescopes spatiaux consacr\u00e9s \u00e0 la d\u00e9tection d\u2019exoplan\u00e8tes avec un petit d\u00e9tour via l\u2019\u00e9quation de Drake, celle de Seager et le paradoxe de Fermi. Enfin, le dernier \u00e9pisode tant attendu cl\u00f4turera ce voyage avec les entrepreneurs de la conqu\u00eate spatiale.<br \/>\n_____________________________<\/p>\n<p>Voici les pointeurs sur les douze \u00e9pisodes de cette s\u00e9rie dans leur ordre de parution :<br \/>\n<br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-univers\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : l&#8217;Univers<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-terrestres\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes terrestes<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-grands-telescopes\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : grands t\u00e9lescopes<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-geants\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes g\u00e9ants<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-radiotelescopes\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : radiot\u00e9lescopes<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-interferometres\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : interf\u00e9rom\u00e8tres<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-visible\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans le visible<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-infrarouge\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans l\u2019infrarouge<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-telescopes-spatiaux-rayons-gamma-x-uv-ondes-radio\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : t\u00e9lescopes spatiaux dans les rayons gamma, X et UV et ondes radio<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-exoplanetes\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : les exoplan\u00e8tes<\/a><br \/><a target='_blank' href=\"https:\/\/www.oezratty.net\/wordpress\/2017\/astronomie-entrepreneuriat-entrepreneurs\/\">De l\u2019astronomie \u00e0 l\u2019entrepreneuriat : entrepreneurs<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nous poursuivons ici une longue s\u00e9rie estivale de d\u00e9couvertes scientifico-technico-entrepreneuriales sur l\u2019astronomie d\u00e9marr\u00e9e mi juin. 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