Télescope Spatial
Nancy Grace Roman
Le champ de vue de Roman (chaque rectangle correspond à l'image capturée par un des 18 détecteurs de l'instrument WFI) comparé à celui de Hubble et JWST figurés par les petits carrés situés sous la photo du ciel.
NASA •
Les points de Lagrange
Objectifs scientifiques de la mission
1) Détermination de la nature de l'énergie sombre
2) Recensement et étude des exoplanètes
Planètes détectables à l'aide de la méthode de la micro-lentille gravitationnelle en fonction de leur distance moyenne à l'étoile parent et de leur masse (en multiple de la Terre). Le domaine observable par Roman (en bleu) complète celui observable par Kepler (en rouge). Le nombre et la distribution des planètes observables figurant dans le schéma ont été déterminés via les observations de Kepler et les résultats d'une modélisation.
Planètes détectables par le coronographe de Roman dans un rayon de 30 parsecs. En abscisse la distance apparente entre la planète et son étoile en seconde d'arc, en ordonnée le rapport de luminosité entre la planète et son étoile. Les planètes représentées sur le schéma (taille, rapport de luminosité//étoile, distance//étoile) sont le résultat d'une simulation réalisée dans une sphère de 30 parsecs autour du système solaire. Les traits continus en haut à droite délimitent les planètes observables, les pointillés délimitent les planètes détectables si le coronographe atteint les performances espérées.
L’effet de lentille gravitationnelle
Principe de détection d'une planète par la méthode de la microlentille gravitationnelle :
lorsqu'une planète et son étoile passent en avant-plan d'une source lumineuse (étoile, ou autre objet céleste), la magnitude apparente de cette source est amplifiée avec une évolution de l'amplification comportant deux pics correspondant respectivement au passage de l'étoile et de la planète en avant-plan. La distance entre la planète et son étoile est déterminée par le temps écoulé entre les deux pics tandis que la hauteur du pic lumineux de la planète par rapport à celui de l'étoile fournit le rapport de masse entre les deux corps célestes.
Les techniques de détection des exoplanètes
Le coronographe de Roman doit permettre d'obtenir une image directe et un spectre électromagnétique des planètes gravitant autour d'étoiles proches de notre système solaire. Le coronographe masque l'étoile autour de laquelle gravite la planète et permet de visualiser cette dernière sous réserve que le rapport de luminosité entre les deux astres (étoile/planète) n'excède pas un certain seuil et que la distance apparente entre la planète et son étoile soit suffisamment importante.
Roman doit permettre d'effectuer une étude systématique et détaillée (images et spectre électromagnétique) des sources d’infrarouge proche situées dans la Voie Lactée ainsi que des objets célestes présents au tout début de l'univers.
L'observation de sources lumineuses de faible intensité nécessite d'effectuer des prises de vue avec de très longues poses qui nécessitent de monopoliser l'utilisation d'un télescope sur de longues périodes.
La durée des campagnes d'observation menées par Hubble auraient été divisées par un facteur compris entre 125 et 1 475 si elles avaient été réalisées avec Roman en donnant les mêmes objectifs de sensibilité. Les campagnes d'observation de Roman devraient donc fournir 100 à 1 000 fois plus d'informations que celles de Hubble.
Coronographe
Caractéristiques techniques
Roman est un engin long de 12,7 mètres en orbite (avec le pare-soleil et la parabole déployés) et sa masse est environ 10,5 tonnes. L'énergie est fournie par des panneaux solaires qui produisent 4500 Watts. La propulsion est assurée par huit moteurs-fusées à ergols liquides. Roman emporte un peu plus de 100 kg d’ergols qui garantissent son fonctionnement durant au moins 10 ans. Il est stabilisés 3 axes et utilise des roues de réactions pour contrôler son orientation. La précision de pointage atteint 3 secondes d’arc.
L'optique de Roman est de type anastigmatique à trois miroirs. Il utilise un miroir primaire de 2,36 m de diamètre. De taille similaire à celui de Hubble il ne pèse qu'un cinquième de son poids car la technologie a fortement progressé dans ce domaine. Sa sensibilité et sa résolution spatiale sont similaires à celles de Hubble mais son champ de vue est 100 fois plus étendu. La longueur focale de l'ensemble de l'optique est de 7,9. Le rayonnement observé comprend la lumière visible et le proche infrarouge (0,45 à 2 micromètres).
Composants du télescope spatial Roman ː A Vue explosée de la charge utile - 1 Optique - 2 Caméra grand champ (WFI) - 3 Coronographe (CGI) - 4 Structure supportant la charge utile (IC) - B Vue explosée de la plateforme - 5 Panneaux de l'avionique - 6 Module de télécommunications - 7 Module de propulsion - C Charge utile assemblée - D Plateforme assemblée - E Composants externes - 8 Opercule du télescope - 9 Panneaux solaires/paresoleil - 10 Coque externe - F Bus et plateforme assemblées - G Télescope complet avec ses panneaux solaires et son pare soleil déployé.
Les 18 détecteurs SGA de 16 mégapixels situé dans le plan focal de l'instrument WFI.
Filtres couleurs du coronographe.
NASA’s Nancy Grace Roman Space Telescope: Moving Roman – Reaction Wheels
Une image simulée démontre la puissance du télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA
Télescope Spatial
Nancy Grace Roman
"Le temps viendra où l'homme saura même ce qui se passe sur les autres planètes et pourra peut-être leur rendre visite. "
Henry Ford