Situation en 2012-2013

Les activités ASHRA
Olivier CHESNEAU
Michel Tallon
2
• Optique adaptative,
• Interférométrie optique,
• Imagerie Haute dynamique
• Traitement optimisé du signal
3
Répartition des fonds
• Collaboration nationales et ateliers: 12 kE
• R&D: 30 kE
• Collaboration internationale et conférences: 50 kE
Situation en 2009-2010: 130 kE
• Dotation CNES: 25%
• Dotation INSU: 75%
Situation en 2012-2013: 80 kE (P0) – 15 kE (P1)
• Contribution CNES: 35 kE  >40%
• Contribution INSU: 45 kE P0 – 15 kE P1
4
9 demandes émargeant aux TGE, dont beaucoup concernent
l’ASHRA
• SPHERE au VLT (2013-2014)
• GRAVITY et MATISSE au VLTI (2014-2016)
• R&D ELT
• Fabrication des miroirs,
• CANARY (MultiConjugate AO, MCAO)
• Senseur pyramide en AO
• Etoiles laser
Sans oublier le projet FIRST d’imagerie en haute dynamique
et la mise à niveau des moyens optique au LAM.
 Étude système complète
 Des composants novateurs dédiés : caméra rapide, miroir
déformable, optiques asphériques, RTC
 Modules poussés : coronographie, optique adaptative extrême,
imagerie différentielle
 Calibration et stabilités des aberrations au niveau nanométrique,
et Traitement de données
Calibration aberrations
Paul et al 2013
Image coronographique = f(l)
Miroir déformable CILAS
40x40 (FP7)
coronographe 4
quadrants
Senseur rapide faible
bruit (OCAM)
Correction Optique adaptative
Optique asphérique (LAM)
 science @ Paranal = 2014
 Consortium européen (12 instituts) poussé par
Grand contraste et HRA visible et la France ( participation ~50%)
NIR sur objets brillants
 réalisation sous contrat : 2006 – 2013
17/04/13
First on-sky MOAO demonstration:
Programme CANARY
CANARY demonstrator on
WHT, main collaboration
between Durham University
and Obs. de Paris
September 2010: on-axis
diagnostic channel with DM and
TTM in open loop and 3 WFS
channels on 3 off-axis NGS in
open loop
Seeing ≈ 3%
GLAO 13%
SCAO 27%
MOAO 25%
G. Rousset, AO system for MOSAIC
7
SCAO on astt1 in H band
SR= 21.5%
Source binaire corrigées avec 6 étoiles
guides : 4 lasers (15km) et 2 naturelles
en boucle ouverte (mai 2013)
0.5
Arcsecs
Multi Object AO (MOAO) avec
étoiles lasers et étoiles naturelles
0.0
−0.5
−0.5
0.0
0.5
MOAO 4 LGS 2 NGS
on astt1 in H band
Arcsecs
SR= 15.2%
1.0
10+4
Profil mesuré
de turbulence
Arcsecs
0.5
0.5
0.0
−0.5
0.0
0
−0.5
0.0
Arcsecs
0.5
10
20
30
40
Optiques Adaptatives de l’E-ELT : algorithme FRiM-3D plus rapide
 FRiM-3D (CRAL) :
 calcul des commandes par minimum de variance, sans inversion de matrice
 équations à ~ 104 inconnues
 a priori : fonction de structure de la turbulence atmosphérique
 3 itérations seulement pour une correction d’OA optimale (encore trop long!)
Nouvelle avancée pour FRiM-3D : 1/2 itération par découplage.
C.Béchet & M.Tallon, ESO RTC workshop 2012
C.Béchet & M.Tallon, AO4ELT3 conference, 2013
AO real-time latency
r0
iter 1
AO
measurement
w1
proj
∫
”warm-start”:wf
w0
iter 1 iter 2 iter 3
AO
correction
E-ELT AO simulations
on ESO AO simulator
wf
rf
• Découplage
• calcul des commandes efficace en 1 itération (~ 600 µs)
• 3 itérations en parallèle pour optimiser le départ du prochain calcul
• Algorithme revisité
commandes en
1/2 itération
commandes en 1/2 itération
• Maintien des performances confirmé par premières simulations
reference star flux (ph./frame/subap.)
GRAVITY : astrométrie de précision et imagerie
profonde à haute résolution angulaire
Principales étapes :
• Fin de la conception de détail 2012
• Intégration 2013-2014
• Installation au VLT au 2nd semestre 2014
Résolutions angulaires :
• UT : 3-4 mas
• AT : 2-3 mas
Sensibilité dans le champ objet :
• UT : K=16, AT : K=13 en 100s
Précision astrométrique :
• (qq) 10 µas en 5 minutes
= rayon de l’horizon de Sgr A*
Contributions françaises
Recombinateurs en optique intégrée
Suiveur de franges 4T
Étude système de l’optique adaptative
Lignes à retard et rotateurs de
polarisation fibrés
+ Système de réduction des données
+ Contributions aux études systèmes
MATISSE
Multi AperTure Mid-Infrared SpectroScopic Experiment
• Imaging capabilities in the N (8-13.5 mm) band (4T)
• Opening the spectra window L (3.5 mm) &M (4.5 mm)
• Spectral resolutions: from 30 to 5000
Principal Investigator:Bruno Lopez
Intégration en 2013-2014
Première lumière: 2016
FIRST: recombinaison en pupille par
fibre pour obtenir du haut contraste.
obtenus sur le télescope de 3m
Shane de l’observatoire Lick
E. Huby, G. Perrin, S. Lacour, F. Marchis, G.
Duchêne, T. Kotani, O. Lai
Principe de l’instrument
Perrin et al. (2006), Lacour et al. (2007)
Mesure précise du spectre relatif des
composantes entre 600 et 850 nm et
comparaison
avec les données / modèles
précédents
Positions relatives des
composantes
comparées à l’orbite connue
Spectre FIRST
Résultats soumis à A&A :
Elsa Huby et al. (2013)
Traitement de données multivariées (x,y,λ,t)
Traiter les données dans leur globalité
=
Extraire le maximum d'information
Restauration spectrographe
intégrale de champ MUSE
●
●
extraction sans biais des
spectres
Spectres
détection objets faibles
=
Données (flux intégré)
Déconvolution
Soulez et al,
E.A.S. 2013
Traitement de données multivariées (x,y,λ,t)
Traiter les données dans leur globalité
=
Extraire le maximum d'information
– Spectrographie MUSE
– Astrométrie avec GRAVITY
●
●
Astrométrie à ± 0.1 mas
Extraction sans biais des
spectres
ANR POLCA (PI: M. Tallon)
Processing of pOLychromatic
interferometriC data for Astrophysics
Soulez et al. in prep