Clefs n°58 Automne 2009
Clefs n°58 Automne 2009
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°58 de Automne 2009

  • Périodicité : annuel

  • Editeur : CEA

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 168

  • Taille du fichier PDF : 7,3 Mo

  • Dans ce numéro : dans les secrets de l'Univers.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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120 Des outils pour sonder l’Univers Un des plans focaux bolométriques (32 x 64 pixels) équipant l’instrument PACS. CLEFS CEA - N°58 - AUTOMNE 2009 un étalonnage final a pu être opéré en deux étapes : la première, réalisée sur le centre du CEA de Saclay, en 2006, et la seconde, à Garching (Allemagne), l’année suivante. Au début de l’année 2008, ce fut au tour de l’instrument PACS de prendre place à bord du satellite Herschel avec SPIRE et HIFI (pour Heterodyne Instrument for Far-Infrared). Les derniers ajustements réalisés (changement des connecteurs défaillants du satellite, re-routage des câbles pour éviter les perturbations dues aux panneaux solaires…), le satellite fut déclaré « bon pour le service » en décembre 2008. Perspectives Actuellement, les équipes ayant développé cette caméra submillimétrique tendent leurs efforts vers deux directions.• La première consiste à pousser les matrices de bolomètres de PACS vers les plus grandes longueurs d’onde afin de les installer sur de grands télescopes Photographie au microscope électronique à balayage d’un pixel bolomètre. CEA CEA au sol. L’opération nécessite l’adaptation préalable de ces matrices aux différentes « fenêtres » atmos - phériques, c’est-à-dire aux différentes bandes spectrales étroites où l’atmosphère (en altitude) n’est pas totalement opaque (200, 350, 450 et 865 µm). L’intérêt de ce travail ne réside pas tant dans la sensibilité des mesures (impossible de rivaliser avec le spatial !) que dans l’utilisation de très grands télescopes (12 à 15 mètres de diamètre) capables d’offrir des pouvoirs séparateurs bien plus importants. Leur adaptation aux plus grandes longueurs d’onde se fera surtout par l’augmentation de la taille des billes d’hybridation.• L’autre voie concerne le développement de détecteurs beaucoup plus sensibles destinés aux futures missions spatiales. Aujourd’hui, deux projets bénéficient déjà de ces développements. Il s’agit d’ArTeMiS (pour Architecture de bolomètres pour des télescopes submillimétriques au sol), une caméra bolométrique de 5 000 pixels destinée au télescope APEX (pour Atacama Pathfinder Experiment), installé au Chili, et de PILOT (pour Polarized Instrument for Long wavelenght Observation of the Tenous interstelar medium), expérience dotée de deux plans focaux, montés dans une caméra embarquée sous ballon, pour mesurer l’émission polarisée du rayonnement en provenance de la Voie lactée. Enfin, l’optimisation du bolomètre devrait également pouvoir servir à diverses applications à très faible flux de fond. C’est le cas de SPICA (pour Space Infrared Telescope for Cosmology and Astrophysics), mission spatiale conduite par l’Agence japonaise (JAXA) en collaboration avec l’Agence spatiale européenne (ESA), dont le lancement interviendra à l’horizon 2018. Ce télescope spatial utilisera le même miroir qu’Herschel mais refroidi à -268 °C ! Pour optimiser au maximum cette nouvelle configuration, les chercheurs devront augmenter la sensibilité des détecteurs d’un facteur 100 au minimum. Pour atteindre une telle sensibilité (puissance de bruit de 10 -18 watts), le refroidissement du bolomètre silicium sera abaissé jusqu’à 0,05 Kelvin. Afin de répondre aux défis lancés par cette nouvelle mission, le CEA s’est engagé dans une phase d’études préliminaires. Par exemple, les chercheurs du SBT travaillent déjà à la conception d’un cryoré - frigérateur à désaimantation adiabatique pour l’espace. SPICA devrait ouvrir la voie à d’autres projets passionnants comme les expériences FIRI (pour Interférométrie bolométrique dans l’espace) ou BPOL (pour Mesure de la polarisation du fond cosmologique à 3 K). > Patrick Agnese Département d’optronique Laboratoire d’électronique et de technologies de l’information (Leti) Direction de la recherche technologique (DRT) CEA Centre de Grenoble > Louis Rodriguez Service d’astrophysique (SAp) Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers (Irfu) Direction des sciences de la matière Unité mixte de recherche astrophysique interactions multi-échelles (CEA-Université de Paris 7-CNRS) CEA Centre de Saclay (Orme des Merisiers)
Chandra Supernova Remnants Catalog L’univers des rayons X S’il doit exister un observatoire pour nous éclairer sur l’astronomie des rayons X dans l’Univers, sans nul doute s’agit-il d’IXO. L’intérêt des chercheurs pour ce rayonnement s’explique parce que la plupart des sources astrophysiques émettent, peu ou prou, en rayons X et que ces derniers sont une véritable mine de renseignements scientifiques sur ces sources, constituant ainsi un merveilleux outil d’observation. atout d’IXO (pour International X-ray L’Observatory : voir encadré) réside dans sa capacité d’observer sur une très longue durée dans un environnement extrêmement stable. Pour mener à bien sa mission, il emportera un Dans les lumières d’IXO IXO est le projet phare de l’astronomie des rayons X en ce début de siècle. Ce projet est né de la fusion de deux grands projets. L’un américain, Constellation-X, qui devait être une batterie de quatre sondes observant simultanément la même région du ciel et l’autre européen, XEUS (pour X-ray Evolving Universe Spectroscopy). Celui-ci était constitué de deux sondes, l’une « miroir » et l’autre « détecteur », volant en tandem à la précision de quelques millimètres dans les trois dimensions. Essentiellement pour des raisons de coût, les deux projets sont en cours de fusion depuis août 2008. Le nouveau projet envisagé consiste en un satellite déployable. C’est-à-dire qu’il partira dans la coiffe de la fusée, replié, et qu’une fois dans l’espace, un mécanisme per mettra de l’étendre jusqu’à une dizaine spectro-imageur à base de matrices de micro - calorimètres, possédant la meilleure résolution spectrale jamais atteinte par un spectromètre dispersif en énergie, de 2 eV pour des photons X de 6 keV. de mètres de distance focale (un peu à la manière d’une longue-vue de marine). Par ailleurs, le miroir de ce télescope sera d’un type tout à fait révolutionnaire. Jusqu’à maintenant, presque tous les observatoires spatiaux en rayons X ont utilisé la technique des coquilles métalliques à symétrie cylindrique enchâssées l’une dans l’autre pour ces miroirs à incidence rasante. La technique proposée pour le très grand miroir d’IXO sera basée sur les développements des technologies du silicium. L’élément de base de ce miroir est constitué de silicium cannelé et cintré. Chaque élément est collé à son voisin pour former une structure ressemblant à une galette de microcanaux. L’avantage énorme de cette technologie réside tant dans sa légèreté que dans la rigidité de l’ensemble, ce qui rend le miroir Vue d’artiste d’IXO. Reste de la supernova (étoile qui explose en fin de vie) Cassiopée A. L'image en rayonsX, obtenue par le satellite Chandra, montre en fausses couleurs l'expansion d'une bulle de gaz à plusieurs millions de degrés à l'intérieur d'une enveloppe d'électrons extrêmement énergétiques. très attrayant pour partir en fusée. Cet observatoire sera placé au point de Lagrange L2 du système Soleil-Terre, ce qui permettra des observations de très longue durée (quasiment sans éclipse) dans un environnement extrêmement stable. CLEFS CEA - N°58 - AUTOMNE 2009 121 J-L Sauvageot/CEA



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