Emploi de la caméra électronique grand champ avec les très grands télescopes - Extrapolation des résultats obtenus avec le télescope C.F.H (original) (raw)
Cophasage des pupilles d'un télescope multi-pupilles
2003
Aperture phasing on a Multi-aperture Telescope requires th knownledge of the differential pistons aberrations betwe n apertures. A first simple piston estimator is obtained by direct analysi s of the Optical Transfer Function. We derive here a second es timator using a Least Squares approach, and the performance of both estimators is compared. 1 Position du problème Pour gagner en résolution, il est possible de réaliser l’équ ivalent d’un télescope de grand diamètre par recombinaison i nterférométrique de plusieurs télescopes de diamètre infér ieur. Un tel Télescope Multi-pupilles (TMP, voir Figure 1) permet l’observation à très haute résolution de l’espace ou de la Te rre, tout en respectant les contraintes de lancement (encombrem ent, masse). Cette solution est envisagée pour des instruments s patiaux, notamment pour la mission DARWIN de recherche de planètes hors du Système Solaire [ 1]. La principale difficulté opérationnelle de ce système est la mise en phase des pupille s, app...
Spectro-photométrie à champ intégral dans le cadre du projet « The Nearby Supernova Factory »
La spectrographie à champ intégral est une technique d'observation astronomique puissante permettant d'acquérir des informations spectrales en tout point d'une zone du ciel. Longtemps cantonnée, du fait du traitement spécifique qu'elle requiert, à des niches instrumentales, elle est maintenant disponible sur tous les grands télescopes. Naturellement, cette spectrographie dite " 3D " a d'abord été utilisée pour l'étude de sources étendues, essentiellement extra-galactiques. Elle a néanmoins de nombreux avantages pour l'observation de sources ponctuelles : qualité photométrique, soustraction du fond structuré, facilité d'acquisition, etc. J'ai ainsi contribué au développement à Lyon du " SuperNova Integral Field Spectrograph " (SNIFS), le premier et unique spectrographe à champ intégral dédié à l'observation spectro-photométrique des supernovæ proches. Dans la tradition des précédentes réalisations de l'Observatoire de Lyon, cet instrument est un spectrographe 3D à trame de micro-lentilles (15 × 15), offrant une couverture spectrale étendue (3200-10 000 Å) avec une résolution modérée ( R~2000) sur un champ de vue restreint (6,4 × 6,4 arcsec²). Même si la technologie mise en oeuvre est maintenant relativement classique, les ambitions en terme de précision spectro-photométrique sont élevées. Responsable de la production des données SNIFS, j'ai mis en place toute la chaîne automatisée de réduction et d'étalonnage s'appuyant sur une compréhension fine des détecteurs (non-linéarité aux bas flux, lumière diffuse), de l'instrument (extraction optimale, étalonnage spectro-spatial, etc.) et de l'atmosphère (spectro-photométrie de PSF, transmission atmosphérique, étalonnage en flux, etc.), pour des performances finales conformes aux exigences scientifiques. SNIFS constitue le coeur du projet " The Nearby Supernova Factory " (SNfactory), une collaboration internationale visant à étudier des supernovæ thermonucléaires (dites de type Ia, SNe Ia) proches (z < 0,1). Ces chandelles standards de portée cosmologique sont à l'origine de la découverte de l'expansion accélérée de l'Univers, et doivent maintenant permettre de préciser la nature de la mystérieuse " énergie noire " qui en serait la cause. Cependant, de nombreux aspects pratiques restent à étudier pour obtenir des contraintes cosmologiques fortes et indiscutables : quelle est la luminosité et la couleur intrinsèque des SNe Ia ? Existe-t-il différentes sous-catégories, et comment les identifier ? Quelle est la nature du progéniteur ? La collaboration SNfactory a acquis, depuis l'installation de SNIFS en 2004 sur le télescope de 2,2 m de l'Université d'Hawaï, plus de 200 séries temporelles de SNe Ia proches, totalisant plus de 3000 spectres étalonnés en flux avec une précision de 2-3 % selon les conditions atmosphériques. Cet échantillon unique, sans équivalent dans le reste du monde, nous permet de mieux comprendre la physique de ces objets (p.ex. existence de SNe dites " super-Chandraskhar "), de mettre en place de meilleures méthodes de standardisation (en particulier par l'étude des caractéristiques spectrales), de réduire les erreurs systématiques tant observationnelles que méthodologiques, d'étudier la relation entre les SNe et leur environnement galactique (propriétés globales ou locales), etc. Le projet SNfactory est illustratif des développements récents de la cosmologie observationnelle, entrée depuis 15 ans dans le domaine des mesures de précision. Après les expérimentations de découverte et de confirmation, de nombreux projets en préparation doivent permettre d'aborder la 3e phase, celle des observations de masse. Deux collaborations dominent les perspectives à 10 ans dans ce domaine : le Large Synoptic Survey Telescope et Euclid. L'expertise acquise dans la gestion d'un projet intermédiaire tel que SNfactory me permettra d'y contribuer efficacement.
2007
Multi-telescope interferometers require a very accurate control of the optical paths, especially the differential piston and tip/tilt aberrations between apertures (so-called "cophasing"operation mode). Several Phase Diversity algorithms have been developed for unknown objects; however, they are iterative, and consequently time-consuming. Here we present an estimator which can be used in closed-loop in the case of small phase perturbations. Under this assumption, a quadratic criterion can be derived, which allows to express the solution under a simple analytical form. The performance of both estimators, iterative and analytic, is also compared.
La méthode multipôle appliquée au calcul du champ proche
2003
Les applications de post-traitement en electromagnetisme utilisent souvent le calcul des champs en zone proche ou lointaine. Dans ce document, nous nous interessons au calcul des champs proches par la formulation des equations integrales dans le cas d'objets axisymetriques. A partir de la connaissance des courants a la surface d'un objet, il s'agit de determiner les champs crees par cet objet sur son entourage. Nous avons utilise pour cela la methode multipole, connue pour calculer rapidement des produits matrice-vecteur dans le cadre des equations de Maxwell. Son efficacite est validee sur de nombreux exemples par rapport a une methode classique. Le gain obtenu est d'autant plus interessant qu'il va nous permettre de reduire considerablement le temps d'execution du logiciel de couplage d'Alcatel Space qui necessite de nombreux calculs d'interactions proches.