L’orbite de Webb est autour de L2 – un point d’équilibre gravitationnel de l’autre côté de la Terre par rapport au Soleil – mais elle ne réside pas exactement au point L2. À ce stade, l’ombre du Soleil par la Terre serait suffisamment importante pour réduire considérablement la quantité d’énergie disponible pour les panneaux solaires de Webb, sans simplifier considérablement les défis de refroidissement. De plus, lorsque les antennes de communication de Webb pointent vers la Terre pour recevoir des commandes, elles seraient aveuglées par l’énorme émission radio du Soleil dans la même direction. Au lieu de cela, comme l’indique le diagramme, Webb opère sur une orbite très lâche (plusieurs centaines de milliers de kilomètres de diamètre) autour de L2, en plein soleil et avec des communications propres avec les stations au sol. Crédit : NASA
Le 25 décembre, l’équipe Webb a exécuté avec succès la première des trois corrections d’orbite prévues pour amener Webb dans son orbite de halo autour du deuxième point de Lagrange, L2. Pour en savoir plus sur ces manœuvres importantes, voici Randy Kimble, Webb Integration, Test, and Commissioning Project Scientist, à Nasa Goddard :
En envoyant l’observatoire Webb sur son orbite autour du point Soleil-Terre L2, la grande majorité de l’énergie nécessaire a été fournie par la fusée Ariane 5. Après la libération de l’observatoire de la fusée, plusieurs petits ajustements de la trajectoire sont prévus, pour faciliter l’observatoire dans son orbite opérationnelle environ un mois après le lancement.
La correction à mi-parcours (MCC) la plus importante et la plus importante, désignée MCC-1a, a déjà été exécutée avec succès comme prévu, commençant 12,5 heures après le lancement. Ce temps a été choisi car plus la correction de cap est effectuée tôt, moins elle nécessite de propulseur. Cela laisse autant de carburant restant que possible pour les opérations ordinaires de Webb au cours de sa durée de vie : maintien en position (petits ajustements pour maintenir Webb dans l’orbite souhaitée) et déchargement de l’impulsion (pour contrer les effets de la pression du rayonnement solaire sur l’énorme pare-soleil).
Le brûlage n’était pas prévu immédiatement après le lancement pour donner le temps à l’équipe de dynamique de vol de recevoir les données de suivi de trois stations au sol, largement séparées à la surface de la Terre, fournissant ainsi une haute précision pour leur détermination de la position et de la vitesse de Webb, nécessaires pour déterminer les paramètres précis de la correction de brûlure. Les stations au sol de Malindi au Kenya, de Canberra en Australie et de Madrid en Espagne ont fourni les données de télémétrie nécessaires. Il y avait aussi le temps de faire un test de tir du propulseur requis avant d’exécuter la combustion proprement dite. Nous effectuons actuellement l’analyse pour déterminer combien de corrections supplémentaires de la trajectoire de Webb seront nécessaires et combien de carburant il restera, mais nous savons déjà que le placement de Webb d’Ariane 5 était meilleur que les exigences.
Un aspect intéressant du lancement de Webb et des corrections à mi-parcours est que nous «visons toujours un peu bas». Le point L2 et l’orbite lâche de Webb autour de lui ne sont que semi-stables. Dans la direction radiale (le long de la ligne Soleil-Terre), il existe un point d’équilibre où, en principe, il ne faudrait aucune poussée pour rester en position ; cependant, ce point n’est pas stable. Si Webb dérivait un peu vers la Terre, il continuerait (en l’absence de poussée corrective) à se rapprocher de plus en plus ; s’il s’éloignait un peu de la Terre, il continuerait à s’éloigner. Webb a des propulseurs seul du côté chaud et ensoleillé de l’observatoire. Nous ne voudrions pas que les propulseurs chauds contaminent le côté froid de l’observatoire avec une chaleur indésirable ou avec des gaz d’échappement de fusée qui pourraient se condenser sur l’optique froide. Cela signifie que les propulseurs ne peuvent que repousser Webb loin du Soleil, pas vers le Soleil (et la Terre). Nous concevons donc l’insertion de lancement et les MCC pour nous maintenir toujours du côté amont du potentiel gravitationnel, nous ne voulons jamais franchir la crête – et dériver en descendant de l’autre côté, sans possibilité de revenir.
Par conséquent, l’insertion de lancement d’Ariane 5 a été intentionnellement conçue pour laisser une certaine vitesse dans la direction anti-Soleil à fournir par la charge utile. Le MCC-1a a également été exécuté pour éliminer la plupart, mais pas la totalité, de la correction totale requise (à Bien sur que cette brûlure ne dépasserait pas non plus). De la même manière, le MCC-1b, prévu pour 2,5 jours après le lancement, et le MCC-2, prévu pour environ 29 jours après le lancement (mais ni l’un ni l’autre de temps critique), et les brûlures de maintien en position tout au long de la durée de vie de la mission pousseront toujours juste assez pour nous laisser un peu timide de la crête. Nous vouloir Sisyphe de continuer à faire rouler ce rocher sur la pente douce près du sommet de la colline – nous ne voulons jamais qu’il roule sur la crête et s’éloigne de lui. Le travail de l’équipe Webb, guidée par le Flight Dynamics Facility de la NASA Goddard, est de s’assurer que ce n’est pas le cas.
-Randy Kimble, scientifique du projet d’intégration, de test et de mise en service JWST, NASA Goddard Space Flight Center
