Observatoires spatiaux US, horizon 2030.

[BobMarsian 2 762]

Tiré d'un article d'Ethan Siegel :
https://medium.com/starts-with-a-bang/one-of-these-four-missions-will-be-selected-as-nasas-next-flagship-for-astrophysics-bb65edbd2e69

 

Dans le cadre de mission "Flagship" (phare) de la NASA pour l'astrophysique, quatre propositions devraient être soumises (ou déjà ?) dans les prochains mois en vue d'établir une hiérarchie suivant les recommandations du National Research Council.
Une seule sera sélectionnée pour constituer la prochain observatoire spatial US d'importance majeure. Il n'est pas clair d'établir si les perdants auront leur chance par la suite ...

 

Rappel : les précédants observatoires de la classe "Flagship" :
   - 1990's ---> Hubble Space Telescope (2,4 m)
   - 2000's ---> Spitzer (IR), Chandra (rayons X), ...
   - 2010's ---> James Webb Space Telescope (6,5 m)
   - 2020's ---> Wide Field InfraRed Survey Telescope (2,4 m)

 

Les 4 propositions :

 - Habitable Exoplanets Observatory (HabEx) :  télescope optique de 4 m + pare-soleil.
   Imagerie directe d'exoplanètes de classe "terrestre" autour d'étoiles du type solaire.  
   Caractérisation des atmosphères de tous types d'exoplanètes.

 

 - Lynx X-ray Observatory :
   Successeur de Chandra avec 50-100 fois plus de sensibilité et 60 fois son champ.
   En compétition avec Athena de l'ESA qui est supérieur question champ mais moins bon en sensibilité/résolution.

 

 - Origins Space Telescope (OST) :  miroir de 5,9 m,  instruments refroidis à 4 K.
   Successeur de Spitzer (et aussi d'Herschel de l'ESA) en opérant dans l'IR lointain (lambdas 30-300 microns).
   Mille fois la sensibilité d'Herschel !

 

ORIGINS SPACE TELESCOPE ARCHITECTURE 2, NASA

 

 - Large UltraViolet Optical and InfraRed telescope (LUVOIR) :  miroir de 15,1 m !
   Placé au point de Lagrange L2 à 1,5 Gm de la Terre comme WMAP, Planck, Herschel, Gaia, et bientôt le JWST, Euclid et WFIRST.
   Entre autres :  imagerie directe d'exoplanètes jusqu'à 100 a-l,  observations & mesures d'étoiles individuelles situées dans des galaxies éloignées jusqu'à 300 millions d'a-l !
   Le plus ambitieux (et de loin) des quatre propositions mais qui pourrait coûter 20 milliards de $*, à comparer au budget annuel de  1,35 G$ alloué aux missions astrophysiques !

* A peu près l'équivalent d'ITER.

 

NASA / LUVOIR CONCEPT TEAM;  SERGE BRUNIER (BACKGROUND)

 

HST vs LUVOIR  (G. SNYDER, STSCI /M. POSTMAN, STSCI)

 

Bon !  Ça fait rêver tout ça ! 

 

PS : il me semble que Jack avait déjà évoqué le télescope LUVOIR dans un ancient post que je n'arrive pas à retrouver ...

 

Modifié 14 avril 2019 par BobMarsian

[jackbauer 2 13 723]

Tout cela fait rêver évidemment (HabEx et plus encore LUVOIR)

Mais pour l'heure le JWST n'est toujours pas lancé et n'a donc pas pu faire ses preuves (concept à haut risque des miroirs segmentés qui se déplient dans l'espace)

A tel point que WFIRST, programme aux retombées scientifiques considérables, voit son existence remise en cause par les élus ulcérés par les milliards de dépassement du budget initial du JWST. Une sorte d'EPR à l'américaine ! 

[roul 304]

Celui ci?

 

Ou celui la?

 

 

Ou les deux bien sûr.

 

Malheureusement à l'hure actuelle les politiciens manquent de curiosité.

[jackbauer 2 13 723]

Trouvé ça sur Twitter, avec deux versions de LUVOIR (8 et 15m) :

 

 

[a s p 0 6 845]

le "final report" sur ce projet vient de sortir et est disponible sur le site https://asd.gsfc.nasa.gov/luvoir/

c'est pour les courageux: cela représente plus de 800 pages en anglais à consulter (moitié pour le rapport et moitié pour les annexes, ~125 Mo et ~50 Mo de pdfs).

 

[jackbauer 2 13 723]

Article de Rémy Decourt sur le site de Futura-Sciences

https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/observatoire-spatial-nasa-devoile-plans-successeur-successeur-telescope-james-webb-102902/

Seulement quelques mois après la mise en service du télescope James-Webb, au printemps 2022, la Nasa a dévoilé de premières informations sur le successeur du successeur de JWST. Ce sera l'Habitable Worlds Observatory, un télescope qui répond à plusieurs des recommandations du Conseil national de la recherche américain dans son dernier rapport décennal, l'Astronomy and Astrophysics Decadal Survey 2020, qui identifie les priorités dans le domaine de l'astronomie et de l'astrophysique pour la prochaine décennie.
Lors de la 241e réunion de l'American Astronomical Society qui s'est tenue à Seattle le 9 janvier, la Nasa a donné un premier aperçu du futur grand observatoire qui pourrait succéder au Roman Space Telescope, principalement dédié à l'étude de la matière noire et de l'énergie sombre qui, lui, succédera au JWST à l'horizon 2027. Quant à son successeur, il est connu sous le nom provisoire d'« Habitable Worlds Observatory ».
Cet observatoire de grande taille sera doté d'un miroir de six à huit mètres pour voir dans le visible, l'ultraviolet et l'infrarouge, et capable de découvrir des exoplanètes habitables et des signes de la vie sur celles-ci - sur au moins 25 semblables à la Terre à proximité, le minimum nécessaire pour confirmer statistiquement si la vie est commune dans la galaxie. Techniquement, le télescope de cet observatoire devra être d'une très grande stabilité, sans commune mesure avec le télescope James-Webb (JWST).

 

L'héritage du James-Webb et du Roman Space Telescope
Sans surprise, la Nasa ne veut pas que la construction de ce futur observatoire se déroule comme celle du JWST qui a pulvérisé les délais et son budget initial, pour finalement s'établir à quelque 10 milliards de dollars avec à la clé des répercussions sur plusieurs programmes. Cela dit, on s'attend à ce que le développement d'Habitable Worlds Observatory (HWO) soit bien mieux maîtrisé que celui du JWST car il partira sur des bases technologiques beaucoup plus solides que celles du JWST en capitalisant sur le miroir segmenté pionnier du JWST, ainsi que sur le puissant coronographe qui volera sur le Roman Space Telescope. Le développement de cet observatoire tirera également parti des études de conception de plusieurs grands observatoires spatiaux comme Luvoir ou Habex par exemple, dont il reprendra certaines caractéristiques.
Techniquement, plusieurs points durs sont d'ores et déjà identifiés, comme la stabilité de son miroir segmenté dont l'alignement devra être d'une précision d'un picomètre, soit une précision d'un millième de milliardième de mètre - par rapport aux milliardièmes de mètre pour le JWST. Quant à son coronographe, il devra également être plus performant que celui du Roman Space Telescope avec le pouvoir de bloquer la lumière d'une étoile 10 milliards de fois plus brillante qu'une planète, contre une capacité de bloquer la lumière d'étoiles « seulement » 100 millions de fois plus brillantes que leur planète pour le Roman Space Telescope. Ces performances impressionnantes sont la condition sine qua non pour détecter des signes de vie sur des planètes similaires à la Terre.
Cet observatoire sera installé au point L2, où se trouve actuellement le JWST. Mais contrairement à son voisin, il est prévu plusieurs missions de service et d'entretien à destination d'Habitable Worlds Observatory, ce qui pourrait lui permettre de fonctionner pendant plusieurs décennies et s'améliorer au fil de ces missions. Comme un télescope terrestre, les miroirs et la structure resteront inchangés tandis que les instruments seront remplacés par d'autres, plus performants ou différents. L'autre intérêt de ces missions, c'est qu'elles offrent une certaine flexibilité dans le sens où la Nasa ne sera pas nécessairement contrainte d'atteindre tous les objectifs scientifiques lors de la mission initiale, ce qui pourrait réduire les coûts du programme.

 

Des missions d'entretien et de service pour prolonger sa durée de vie
Pour comprendre ce choix qui apporte tout de même des contraintes dans l'architecture de l'observatoire, la Nasa l'explique par la longévité exceptionnelle du télescope spatial Hubble qui a d'abord été sauvé puis doté de nouveaux instruments lors de cinq missions de service habitées - la dernière en 2009. Une sixième mission est même envisagée et pourrait être réalisée par SpaceX dans le cadre du programme Polaris. Si la Nasa n'envisage pas à ce stade une mission habitée à destination d'HWO, il ne fait guère de doute que d'ici deux décennies des entreprises seront en mesure de réaliser des missions robotiques d'entretien au point L2 qui, rappelons-le se situe à 1,5 million de kilomètres de la Terre.
Enfin, le travail des ingénieurs qui dessineront ce futur observatoire sera facilité par les futurs lanceurs attendus en 2040 qui seront capables de lancer des satellites bien plus grands et larges que ce que peuvent faire ceux en service aujourd'hui. Cette approche devrait permettre de réduire significativement les contraintes en matière de tailles et de masse imposées à HWO et d'envisager un miroir monolithique de six à huit mètres. Ces deux contraintes sont une des raisons qui expliquent les retards de développement et les surcoûts du programme JWST : son miroir et son bouclier solaire devaient être logés dans la coiffe d’Ariane 5 qui offrait un volume utile de seulement 4,5 mètres de large ! D'où ce miroir segmenté avec plus de 300 points de défaillance potentiels lors de sa mise en service.

 

 

Article sur Wiki :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Habitable_Worlds_Observatory

extrait :
Le télescope HWO a un miroir primaire dont le diamètre serait compris entre 6,5 et 8 mètres. Ce diamètre permettrait d'utiliser un miroir monolithique (source d'économie par rapport au miroir segmenté et pliable du JWST) car les lanceurs lourds qui seront opérationnels à la date de lancement (New Glenn, Space Launch System et Starship) prévoient de disposer d'une coiffe de grande taille. Il n'est pas exclu que le télescope utilise un coronographe externe comme le prévoyait la proposition HabEx. Pour limiter les lumières parasites et protéger le miroir primaire des micrométéorites, l'optique pourrait être protégée par un tube contrairement au JWST. L'optique active sera plus performante que celle du JWST pour les observations dans l'ultraviolet et en lumière visible. Le télescope sera placé au point de Lagrange L2 du système Terre-Soleil. Contrairement au JWST, HWO sera conçu pour pouvoir être réparé et amélioré par des missions robotiques (sans équipage). Il sera capable de détecter les biomarqueurs d'au moins 25 exoplanètes de type terrestre situées dans la zone habitable de leurs étoiles

 

Une des possibilités les plus fascinante du projet est l'utilisation d'un "starshade", un bouclier avec une forme très particulière pour bloquer la lumière des étoiles, illustré ici avec un autre projet :