La NASA livrera un kit de réparation pour NICER (Neutron star Interior Composition Explorer), un télescope à rayons X de la Station spatiale internationale, lors de la 21e mission commerciale de ravitaillement Northrop Grumman de l’agence. Les astronautes effectueront une sortie dans l’espace pour terminer la réparation.
Situé près du panneau solaire tribord de la station spatiale, NICER a été endommagé en mai 2023. L’équipe de la mission a livré le kit de réparation au Johnson Space Center de la NASA à Houston en mai 2024 afin qu’il puisse être préparé et emballé pour la prochaine mission de ravitaillement.
« C’est incroyable qu’en seulement un an, nous ayons pu diagnostiquer le problème, puis concevoir, construire, tester et proposer une solution », a déclaré Steve Kenyon, responsable mécanique du NICER au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. « Nous sommes très impatients de voir les correctifs installés lors d’une future sortie dans l’espace, de revenir à un programme d’exploitation plus régulier et de continuer à faire de la science révolutionnaire. »
Depuis son perchoir sur la station, le NICER, de la taille d’une machine à laver, étudie le ciel aux rayons X. Il a mesuré avec précision les restes stellaires superdenses appelés étoiles à neutrons, qui contiennent la matière la plus dense que les scientifiques puissent observer directement. Il a également étudié de mystérieux sursauts radio rapides, observé des comètes dans notre système solaire et collecté des données sur la haute atmosphère terrestre.
Mais en mai 2023, NICER a développé une « fuite de lumière », où la lumière solaire indésirable a commencé à pénétrer dans le télescope.
Des photos prises à bord de la station ont révélé plusieurs zones endommagées sur les boucliers thermiques de NICER. Ces boucliers sont 500 fois plus fins qu’un cheveu humain et filtrent les infrarouges, les ultraviolets et la lumière visible tout en laissant passer les rayons X. Ils recouvrent chacun des 56 concentrateurs de rayons X de NICER, des ensembles de 24 miroirs circulaires imbriqués conçus pour diriger les rayons X vers les détecteurs correspondants. Un pare-soleil surmonte chaque concentrateur et chaque ensemble de boucliers, avec un léger espace entre les deux. Les pare-soleil sont segmentés par six entretoises internes, ressemblant à une tarte tranchée.
Les dégâts les plus importants sur les boucliers sont de la taille d’un timbre-poste américain typique. Les autres zones sont plus proches de la taille d’une tête d’épingle. Pendant la journée, les dégâts permettent à la lumière du soleil d’atteindre les détecteurs, saturant les capteurs et interférant avec les mesures de NICER. L’équipe de la mission a modifié sa stratégie d’observation de jour pour atténuer cet effet. Les dégâts n’ont pas d’impact sur les observations de nuit.
« Le télescope NICER n’a pas été conçu pour être entretenu ou réparé », a déclaré Keith Gendreau, responsable de la mission à Goddard. « Il a été installé par robot et nous le contrôlons à distance. Lorsque nous avons décidé d’étudier la possibilité de réparer les zones les plus endommagées des boucliers thermiques, nous avons dû trouver une méthode qui utiliserait les pièces existantes du télescope et les kits d’outils de la station. Nous n’aurions pas pu le faire sans tout le soutien et la collaboration de nos collègues de Johnson et de l’ensemble du programme de la station spatiale. »
La solution, finalement, était simple. L’équipe a conçu des patchs, chacun en forme de part de tarte, qui se glissent dans les pare-soleil. Une languette située au bas de chaque patch se transforme en espace entre le bas du pare-soleil et le haut de la protection thermique, le maintenant en place.
Les astronautes installeront cinq patchs lors de la sortie dans l’espace. Ils couvriront les zones les plus endommagées et bloqueront la lumière du soleil qui affecte les mesures de rayons X du NICER.
Le kit de réparation contient 12 rustines au total, ce qui permet d’avoir des pièces de rechange si nécessaire. Les astronautes transporteront les rustines dans un caddy, un cadre rectangulaire contenant deux pare-soleil de rechange avec les rustines maintenues à l’intérieur.
« NICER sera le premier télescope à rayons X en orbite à être entretenu par des astronautes et seulement le quatrième observatoire scientifique à être réparé dans son ensemble, rejoignant ainsi les rangs de missions telles que le télescope spatial Hubble de la NASA », a déclaré Charles Baker, ingénieur système du projet NICER à Goddard. « C’est incroyable de voir le kit de réparation se mettre en place au cours de l’année dernière. NICER nous a appris tant de choses merveilleuses sur le cosmos, et nous attendons avec impatience cette prochaine étape de son voyage. »
Le télescope NICER est une mission d’astrophysique d’opportunité du programme Explorers de la NASA, qui offre des opportunités de vol fréquentes pour des recherches scientifiques de classe mondiale depuis l’espace en utilisant des approches de gestion innovantes, rationalisées et efficaces dans les domaines scientifiques de l’héliophysique et de l’astrophysique. La Direction des missions de technologie spatiale de la NASA a soutenu le composant SEXTANT de la mission, en démontrant la navigation spatiale basée sur les pulsars.