Un miroir déplacé d'une fraction de cheveu
Les ingénieurs travaillant sur le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA ont mis au point sa caméra principale avec une telle précision que la qualité d'image est près de 30 % meilleure que les prévisions de la mission. La correction a consisté à déplacer un miroir d'environ un seizième de l'épaisseur d'un cheveu humain.
L'instrument à grand champ du télescope a été activé en septembre, suivi d'une campagne de tests. Les ingénieurs ont vérifié ses 18 détecteurs, chacun à peu près de la taille d'un post-it, ainsi que l'électronique qui les lit, avant de se tourner vers la roue à éléments, un carrousel rotatif de filtres et de pièces optiques qui sélectionne les longueurs d'onde atteignant les détecteurs.
Des tests avec ses propres lumières
L'équipe a ensuite utilisé le système d'étalonnage interne de l'instrument, un ensemble de diodes électroluminescentes pouvant être commandées depuis la Terre pour produire différentes couleurs et niveaux de luminosité. En mesurant la réponse de chaque détecteur, les ingénieurs ont cartographié les différences de sensibilité sur le plan focal et calculé les corrections nécessaires pour des images nettes.
« Tous les grands relevés de Roman reposeront sur l'instrument à grand champ », a déclaré Dave Hickey, ingénieur systèmes de l'instrument à grand champ au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland. « Bon nombre des objectifs principaux de la mission, comme l'étude de la matière noire et de l'énergie noire, seraient impossibles sans lui, donc c'est à la fois passionnant et un immense soulagement de constater qu'il fonctionne bien. »
Ce que la netteté supplémentaire apporte
Roman est conçu pour balayer de vastes zones du ciel de façon répétée, afin de dresser un tableau de la répartition des galaxies et de la matière noire et de l'évolution de l'expansion de l'univers au fil du temps. Des images plus nettes permettent aux astronomes de mesurer plus précisément la forme des galaxies lointaines, ce qui sert à cartographier l'effet de lentille gravitationnelle faible.
Une amélioration de 30 % de la qualité d'image n'est pas une marge négligeable pour ce travail. Les signaux de lentille faible sont subtils, et les erreurs de mesure de forme se répercutent directement sur les estimations de l'énergie noire. De meilleures optiques signifient moins de corrections logicielles et plus de confiance dans le résultat.
Le grand champ de la mission est l'essentiel. Là où d'autres télescopes échangent la couverture du ciel contre la profondeur, Roman est conçu pour saisir de grandes portions encore et encore, afin que les événements rares et les changements lents deviennent visibles. Ce plan ne fonctionne que si l'optique maintient sa précision sur tout le champ, ce que la campagne d'alignement testait.