Magazine Observatoire de Paris n°11 déc 08/jan-fév 2009
Magazine Observatoire de Paris n°11 déc 08/jan-fév 2009
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°11 de déc 08/jan-fév 2009

  • Périodicité : trimestriel

  • Editeur : Observatoire de Paris

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 28

  • Taille du fichier PDF : 2,5 Mo

  • Dans ce numéro : 1609-2009, quatre siècles d'astronomie.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Le Soleil au radiohéliographe de Nançay à 150 MHz. À gauche : sans parasite, la zone d’activité apparaît clairement. À droite : avec interférence, le Soleil est brouillé./The Sun observed with Nançay’s radioheliograph at 150 MHz. Left : without interference, the activity region clearly appears. Right : with interference, the Sun is blurred. Observatoire de Paris, USN Contact : Rodolphe WEBER Maître de conférences Institut Prisme Université d’Orléans +33 (0)2 38 49 45 62 rodolphe.weber@univ-orleans.fr Pour en savoir plus/Further information : http://www.obs-nancay.fr/traitement — signal/rfi.htm Masquage temps-fréquence d’un émetteur satellite décimétrique intermittent. En rouge : les impulsions à éliminer. Le signal astrophysique est noyé dans le bruit (vert). Par intégration sur 13 minutes puis normalisation différentielle, on restaure 97,5% de l’information./Time-frequency blanking of an intermittent decimetric satellite emitter. In red : pulses to be eliminated. The astrophysical signal is drowned by interference (green). By integration over 13 minutes followed by differential normalization, 97.5 percent of the information is restored. Observatoire de Paris, USN 18 – MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°11/janvier 2009 NANçAY/recherche SKA : en route contre les mauvaises ondes SKA : getting ready to combat interference Reconnaissance de leur expertise : les chercheurs français, autour de la station de radioastronomie de Nançay, coordonnent les études sur le traitement des interférences pour le grand projet de radiotélescope international Square Kilometer Array - SKA. French researchers from the Nançay Radio Observatory will coordinate studies on interference mitigation for the international Square Kilometre Array (SKA) radio telescope project - recognition of their expertise in this domain. Le paysage des ondes radio évolue… Les besoins en télécommunications explosent : téléphonie mobile, télévision et radio numériques, liaisons par satellites. Dans ce contexte, les radioastronomes - qui s’intéressent au fin murmure électromagnétique des objets les plus éloignés de l’Univers - s’adaptent. Ils imaginent sans cesse de nouvelles solutions, toujours plus performantes. Le but : minimiser les effets des interférences aux fréquences radio (RFI). En ce domaine, les ingénieurs de la station de radioastronomie à Nançay ont acquis un savoir-faire unique en synergie avec les chercheurs de l’Université d’Orléans et de l’Observatoire de Paris (laboratoires LESIA et GEPI). Pour preuve ? « En avril dernier, notre équipe s’est vue confier la responsabilité du groupe de travail sur le traitement des interférences. L’objectif est de préparer pour 2012 le projet de radiotélescope international Square Kilometer Array - SKA », explique Rodolphe Weber le coordonnateur de cette thématique. L’immense réseau d’antennes de 1,5 milliards d’euros et d’un kilomètre carré de surface collectrice sera déployé vers 2017- 2020 en Australie ou en Afrique du Sud 1. Reconquérir et nettoyer le ciel Pour traiter les perturbations, les techniques font face à deux exigences contradictoires. D’une part, les télécommunications occupent une part croissante des fréquences disponibles. D’autre part, les astronomes souhaitent observer avec de plus en plus de finesse : le Soleil, Jupiter, les comètes, la Galaxie, les pulsars, les galaxies actives, les quasars… Une approche juridique autorise une protection minimale sur quelques zones « calmes » dans des bandes de fréquences privilégiées - dont celle de l’atome d’hydrogène - loin cependant de couvrir tous les besoins d’observation. Ailleurs, les commutations, orages, radars, téléphones GSM (Global System for Mobile), satellites de télévision et navigation risquent de saturer les récepteurs ou d’y engendrer de subtiles distorsions. Pour se réapproprier le ciel et même le nettoyer, des études ont été conduites avec les trois radiotélescopes de Nançay de 10 MHz à 4 GHz 2. Les ingénieurs développent des instrumentations et des logiciels qui traitent le signal en temps réel, de manière dynamique et adaptative. Les algorithmes sont implantés sur des calculateurs numériques rapides à électronique reconfigurable DSP (Digital Signal Processeur) ou FPGA (Field Programmable Gate Array). Au final, 97,5% d’un signal enfoui sous un brouilleur 10 à 1000 fois plus intense peut être… récupéré. Ce savoirfaire hors pair est désormais mis au service de projets internationaux. Due to the explosion in telecommunication needs—mobile phones, digital TV and radio, satellite links—the radio-wave landscape is changing. In this situation, radio astronomers—who study the faint electromagnetic murmur coming from the most distant objects in the Universe—must adapt and comeup with new, more efficient solutions. One of these is radio frequency interference (RFI) mitigation, a domain in which engineers at the Nançay Radio Observatory have acquired a unique know-how, working jointly with researchers at the University of Orléans and the Observatoire de Paris (LESIA and GEPI laboratories). « Our team will coordinate the interference mitigation work package. We must prepare the international Square Kilometer Array—SKA radio telescope project by 2012 », explains Rodolphe Weber, coordinator of this field of research. The vast 1.5-billion-euro network of antennas will be spread over a surface of one square kilometre and deployed around 2017-2020, ineither Australia or South Africa 1. Conquering back the sky—and cleaning it Interference mitigation techniques face two contradictory demands. On the one hand, telecommunications occupy an increasing part of the available frequencies ; on the other, astronomers wish to observe more and more distinctly celestial objects such as the Sun, Jupiter, comets, the Milky Way, pulsars, active galaxies, quasars... A legal approach provides a minimal protection for certain « quiet » regions in special frequency bands—that of the hydrogen atom, for instance—but it does not satisfy all observational needs. Elsewhere, switching, storms, radars, Global System for Mobiles (GSM) telephones, and TV and navigation satellites may saturate receivers or create subtle distortions. To claim back the sky and even clean it, studies were carried out with the three radio telescopes at Nançay, from 10 MHz to 4 GHz 2. Engineers are developing instrumentation and software for real-time signal processing in a dynamic and adaptive way. The algorithms are implemented on fast numerical calculators featuring reconfigurable electronics, Digital Signal Processor (DSP) and Field Programmable Gate Array (FPGA). As a result, 97.5 percent of a signal blocked by a jammer 10 to 1,000 times stronger can be recovered. Such an outstanding knowhow is now available for international projects. Simulation d’une image du ciel avec une source astrophysique au zénith et trois perturbations artificielles. Le filtrage spatial cyclostationnaire d’Orléans-Nançay supprime les parasites et pas l’astre./Simulation of an image of the sky with an astrophysical source at the zenith and three artificial interferers. The Orléans-Nançay cyclostationary spatial filtering removes the interference but not the celestial object. Institut Prisme/Université d’Orléans (1) Voir Le Magazine de l’Observatoire de Paris, n°1, mars 2005, p.9./See Observatoire de Paris : The Magazine, n°1, March 2005, p.9. (2) Voir Le Magazine de l’Observatoire de Paris, n°0, décembre 2004, p.14./See Observatoire de Paris : The Magazine, n°0, December 2004, p.14.
recherche/IMCCE (1) Voir Magazine de l’Observatoire n o 9, décembre 2007, p.16./See Observatoire de Paris : The Magazine, n o 9, December 2007, p.16. MAGAZINE DE L’OBSERVATOIRE N°11/janvier 2009 – 19 Le feu d’artifice du retour de Jules Verne Jules Verne ATV spectacular return to Earth Un jeune chercheur de l’Institut de Mécanique Céleste et de Calcul des Éphémérides - IMCCE a assisté à la première rentrée dans l’atmosphère du Véhicule de transfert automatique ATV Jules Verne. A young researcher from the Institute for Celestial Mechanics and Computation of Ephemerides (IMCCE) attended the first reentry into the atmosphere of the Jules Verne Automatic Transfer Vehicle (ATV). Le 29 septembre 2008, après avoir achevé sa mission logistique de desserte de la Station spatiale internationale - ISS, le premier exemplaire du Véhicule de transfert automatique - ATV Jules Verne s’est désintégré dans l’atmosphère au-dessus d’une zone inhabitée du Pacifique Sud. Deux équipes scientifiques étaient financées par l’ESA pour suivre l’événement à bord d’avions mis a disposition par la Nasa. Parmi elles, Jérémie Vaubaillon de l’IMCCE représentait l’expert en prévision et en détection de la rentrée d’essaims de poussières cométaires. En septembre 2007 déjà, avec François Colas, il avait prévu et participé à l’observation aéroportée de la pluie des Aurigides 1. Cette fois, il s’agissait d’assister au retour-destruction du cargo européen qui venait de ravitailler en fret la station orbitale fraîchement raccordée au laboratoire Columbus. Depuis, les ambitions spatiales européennes ont été revues à la hausse avec des projets de retour automatique sur Terre, voire de transport d’astronautes. Réseau de surveillance cosmique « Mon rôle ici était d’assurer la prise de vue vidéo noir et blanc et la photo couleur du phénomène de rentrée », relate le chercheur. « Pour cela, j’avais amené deux caméras Watec très sensibles et rapides. J’opérais également avec mon appareil numérique équipé d’un objectif de 30 mm. » Résultat : six films de 1 Go ont été captés et J. Vaubaillon a fourni la toute première image publiée par l’ESA des fragments lumineux de l’ATV. Trente chercheurs en tout étaient associés à cette campagne embarquée sur un DC8 de la Nasa et un jet d’affaire Gulf Stream. Ils avaient décollé de Dryden et Ames en Californie, puis de Tahiti. Une batterie d’enregistrements ont été réalisés. L’ensemble paraît valider les modèles mathématiques de la trajectoire de rentrée d’un engin spatial, habité ou non. L’ATV s’est disloqué à 75 kilomètres d’altitude. Les débris ont plongé dans l’océan 12 minutes plus tard. Les conclusions seront présentées en février prochain lors d’un atelier de travail. C’est donc auréolé de succès que le chercheur a conclu son contrat de post-doctorant au Spitzer Science Center à Caltech. Le 1 er janvier 2009, en effet, il a rejoint l’Observatoire de Paris en tant qu’astronome adjoint. Là, il aura pour tâche de valoriser l’expertise unique acquise au sein de l’IMCCE en matière d’essaims météoritiques et d’astéroïdes géocroiseurs qui frôlent notre planète. Objectif : le déploiement, à partir du Pic-du-Midi (Pyrénées), d’un réseau national de 50 caméras chargées de scruter en permanence l’environnement terrestre et « tout ce qui tombe du ciel ». On 29 September 2008, after having completed its logistic supply mission to the International Space Station (ISS), the first Automatic Transfer Vehicle disintegrated in the atmosphere over an uninhabited region of the South Pacific. Two scientific teams were funded by ESA to observe the event from airplanes provided by NASA. Among the scientists was Jérémie Vaubaillon from IMCCE, as the expert in the prediction and detection of meteoroid dust streams. Together with François Colas he already had participated in September 2007 in the airborne observation of the Aurigids meteor shower he had predicted 1. This time, he witnessed the reentry and destruction of the European cargo vehicle that had delivered supplies to the orbital station, recently docked to the European Columbus space laboratory. Since then, a more ambitious European space contribution has been envisaged, with projects for the automatic return to Earth and even the transportation of astronauts. A cosmic surveillance network « My role was to make a black-and-white video and take a colour picture of the reentry », says the researcher. « I had two very sensitive and fast Watec cameras, and my 30-mm objective lens digital camera. » He came back with six 1-gigabyte films and provided the fist image released by ESA of the bright ATV fragments. Thirty researchers in all took part in this campaign aboard a NASA DC8 and a Gulfstream business jet. They had taken off from Dryden and Ames in California, and later on from Tahiti. A series of recordings were performed, and they appear to validate the mathematical models of a space vehicle reentry trajectory, whether manned or not. The ATV disintegrated at an altitude of 75 kilometres, and the debris fell into the ocean twelve minutes later. The conclusions will be presented at a workshop next February. This mission marked the end of Jérémie Vaubaillon’s postdoc contract at Caltech’s Spitzer Science Center. On 1 st January 2009 he will be back at the Observatoire de Paris as an assistant astronomer, where he will contribute his expertise in meteoroid swarms and Earthcrossing asteroids that could pose a risk to our planet. The eventual goal is the deployment, from Pic-du-Midi (in the Pyrenees), of a national network of 50 cameras that would continuously observe the vicinity of the Earth and watch for « anything falling from the sky ». Le cargo Jules Verne s’approche du DC8. Cette première image a été publiée par l’ESA moins de 10 minutes après son acquisition grâce aux satellites de communications Iridium./The Jules Verne cargo vehicle approaching the DC8. This first image was released by ESA less than ten minutes after been taken thanks to the Iridium communication satellites. J. Vaubaillon, IMCCE/Observatoire de Paris/Caltech/ESA Images TV haute définition depuis le DC8/High-definition TV images taken from the DC8. J. Carpenter, Bill Moede/Nasa Ames Contacts : Jérémie VAUBAILLON Astronome adjoint IMCCE +33 (0)1 40 51 22 66 jeremie.vaubaillon@obspm.fr François COLAS Chargé de recherches CNRS IMCCE +33 (0)1 40 51 22 66 francois.colas@obspm.fr Internet et vidéos/Internet and videos : Site officiel de la campagne/Campaign’s official site : http://atv.seti.org/À Papeete, après la mission réussie./In Papeete, after a successful mission. Eric James, Ames



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