Le bus spatial qui amènera le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA sur son orbite et lui permettra de fonctionner une fois sur place est désormais terminé après des années de construction, d’installation et de tests.
Maintenant que le vaisseau spatial est assemblé, les ingénieurs vont commencer à travailler à l’intégration des autres composants majeurs de l’observatoire, notamment les instruments scientifiques et le télescope lui-même.
« On l’appelle un bus spatial pour une raison : il transporte le télescope là où il doit être dans l’espace », explique Jackie Townsend, directrice adjointe du projet Roman au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « Mais il ressemble davantage à un camping-car car il dispose de toute une série de fonctions qui permettent à Roman d’atteindre ses objectifs scientifiques même lorsqu’il est en vol. »
Ces objectifs incluent l’étude de vastes étendues de l’univers pour étudier des éléments tels que : l’énergie noire, une mystérieuse pression cosmique censée accélérer l’expansion de l’univers ; la matière noire, la matière invisible vue uniquement via son influence gravitationnelle ; et les exoplanètes, des mondes au-delà de notre système solaire.
La mission scientifique ne serait pas possible sans un vaisseau spatial pour transporter le télescope, orienter l’observatoire vers différentes cibles cosmiques, fournir de l’énergie, communiquer avec la Terre, contrôler et stocker les données des instruments et réguler la température de Roman. Près de 80 kilomètres de câbles électriques sont disséminés dans l’ensemble pour permettre aux différentes parties de l’observatoire de communiquer entre elles.
Le vaisseau spatial déploiera également plusieurs éléments majeurs qui seront rangés pour le lancement, notamment les panneaux solaires, le couvercle d’ouverture déployable, pare-soleil pour instrument inférieuret une antenne à gain élevé. Elle est également responsable de la collecte et de la transmission des données, ce qui n’est pas une mince affaire pour un observatoire spatial qui surveillera le cosmos comme le fera Roman.
« Roman enverra 1,4 téraoctets de données par jour, contre 50 à 60 gigaoctets pour le télescope spatial James Webb et 3 gigaoctets pour le télescope spatial Hubble », a déclaré Jason Hylan, responsable de l’observatoire Roman à la NASA Goddard. « La transmission quotidienne de Webb est à peu près comparable à 13 heures de vidéo YouTube de la plus haute qualité, tandis que celle de Roman représenterait environ 2 semaines. »
Un grand chelem pour Goddard
Cette étape importante est l’aboutissement de huit années de travail de conception, de construction et de tests d’engins spatiaux par des centaines de personnes à Goddard.
« Les employés de Goddard étaient les cerveaux, les concepteurs et les exécutants. Et ils ont travaillé avec des fournisseurs qui ont fourni toutes les bonnes pièces », a déclaré Townsend. « Nous nous sommes appuyés sur des générations d’expertise dans le domaine des engins spatiaux pour contourner les problèmes de coûts et de calendrier découlant des problèmes de chaîne d’approvisionnement et de la pandémie. »
L’équipe a mis au point une technique permettant de gagner du temps et de l’argent : construire une maquette du vaisseau spatial, appelée unité de vérification structurelle. Cela leur a permis de faire deux choses à la fois : effectuer des tests de résistance complets sur la maquette, conçue spécifiquement à cet effet, tout en assemblant le véritable vaisseau spatial.
L’agencement astucieux du vaisseau spatial a également permis à l’équipe de s’adapter aux changements de calendrier. Il est conçu pour être modulaire, « plus comme des pièces de tarte de Trivial Pursuit que comme un œuf de Pâques, où les composants intérieurs sont enterrés à l’intérieur », a déclaré Townsend. « Cela a changé la donne, car on ne peut pas toujours compter sur l’arrivée des choses dans l’ordre prévu ou sur leur fonctionnement parfait immédiatement sans aucun ajustement. »
Cela a également augmenté l’efficacité car les gens pouvaient travailler sur différentes parties du bus en même temps sans interférer les uns avec les autres.
Le bus spatial légèrement asymétrique et hexagonal mesure environ 4 mètres de large sur 2 mètres de haut et pèse 3 800 kilogrammes.
L’une des raisons pour lesquelles le poids du satellite n’est pas plus élevé est que certains de ses composants ont été partiellement évidés. Si vous pouviez retirer certains des panneaux du vaisseau spatial, vous découvririez un nid d’abeille métallique ultrafin pris en sandwich entre deux fines couches de métal. De plus, de nombreux composants, comme l’antenne parabolique, sont fabriqués à partir de matériaux composites à la fois solides et légers.
Une fois le bus spatial entièrement assemblé, les ingénieurs ont procédé à un test de performance complet. Avant cela, chaque composant avait été testé individuellement, mais comme dans une équipe sportive, l’ensemble doit fonctionner correctement.
« Le vaisseau spatial a réussi le test, et nous nous préparons maintenant à installer la charge utile – les instruments de Roman et le télescope lui-même », a déclaré Missie Vess, ingénieur des systèmes spatiaux pour Roman à la NASA Goddard.
« L’année prochaine, nous testerons ces systèmes ensemble et commencerons à intégrer les derniers composants de l’observatoire, notamment le couvercle d’ouverture déployable, l’assemblage du barillet extérieur et les panneaux solaires. Nous disposerons alors enfin d’un observatoire complet, dont le lancement est prévu pour mai 2027. »