doc - SuperNova Acceleration Probe SATellite

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PROPOSITION DE RECHERCHE
SCIENTIFIQUE SPATIALE
I. RENSEIGNEMENTS GENERAUX
DISCIPLINE : Connaissance de l’Univers
INTITULE DU PROJET :
SNAP (SuperNovae Acceleration Probe)
INDIQUER A QUEL TYPE D'ACTIVITES SE RATTACHE LA
PROPOSITION:
Recherche technologique amont
Etude préparatoire
Développement instrumental
Projet de micro ou mini satellite
Expérience suborbitale
Modélisation ou simulation sol
Exploitation de données
Autre (à préciser)
RESPONSABLE SCIENTIFIQUE :
Nom, Prénom : Pain Reynald
Téléphone : 01 44 27 72 53
Télécopie : 01 44 27 46 38
e-mail : rey[email protected]
Adresse : LPNHE, Univ. Paris VI et VII, 4 pl Jussieu 75252 Paris cedex 05
Date : Signature :
Nom du Laboratoire ou de l’Organisme : CNRS / IN2P3 / LPNHE
Forme juridique :
Date : Visa du Directeur de Laboratoire ou d'Organisme :

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A. CO-PROPOSANTS :
Nom, Prénom : Malina Roger
Téléphone : 0491055980
Télécopie : 0491661855
e-mail : [email protected]r
Adresse : LAM, traverse du siphon – Les 3 Lucs – 13376 Marseille Cedex 12
Date : Signature :
Nom du Laboratoire ou de l’Organisme :
Forme juridique :
Date : Visa du Directeur de Laboratoire ou
d'Organisme :
B. COLLABORATION SNAP-FRANCE :
Liste des instituts et chercheurs actuellement impliqués (voir aussi dernière page) :
- IN2P3/LPNHE1
Contact : R. Pain
Equipe scientifique : P. Astier, E. Barrelet , D. Hardin, J.-M. Levy,
K.Schahmanèche, A. Sécroun
- IN2P3/IPNL2
Contact : G. Smadja
Equipe scientifique : P. Antilogus, Y. Copin
- IN2P3/CPPM3*
Contact : A. Ealet
Equipe scientifique : S. Basa , A. Bonissent , D. Fouchez , A. Tilquin
- CEA/SPP4
Contact : J. Rich
- INSU/LAM5
Contact : R. Malina
Equipe scientifique : V. Le Brun, O. Le Fèvre, A. Mazure
- INSU/CRAL6
Contact : R. Bacon
Equipe Scientifique : E. Pécontal

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C. CHERCHEURS ASSOCIES:
Liste - non exhaustive - des chercheurs associés:
C. Balland (INSU/IAS7), E. Bertin (INSU/IAP8), F. Bernardeau (CEA/SPhT9), A. Blanchard
(INSU/OMP10), M. Cassé (INSU/IAP8), M. Crézé (UBS11), J.-P. Kneib (INSU/OMP10), J.-F.
Leborgne (INSU/OMP10), Y.Mellier (INSU/IAP8), R. Mochkovitch (INSU/IAP8), M. Mouchet
(INSU/LAEC12), R. Pello (INSU/OMP10), G. Soucail (INSU/OMP10), L. Tresse (INSU/LAM5), M.
Treyer (INSU/LAM5), S. Turck-Chièze (CEA/SAP13), J.-P. Uzan (Univ PXI/LPT14), L. van
Waerbeke (INSU/IAP8).
1 – Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Energies, Universités Paris VI et VII
2 – Institut de Physique Nucléaire Lyon, Université Lyon I, Villeurbanne
3 – Centre de Physique des Particules de Marseille, Université Aix Marseille, Luminy
4 – Service de Physique des Particules, Saclay
5 – Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Université Aix Marseille
6 – Centre de Recherche Astronomique Lyon, Université Lyon I, Saint-Genis Laval.
7 – Institut d’Astrophysique Spatiale, Université Paris XI, Orsay
8 – Institut d’Astrophysique de Paris, Paris
9 – Service de Physique Théorique, Saclay
10 – Observatoire Midi Pyrénées, Toulouse
11 – Université de Bretagne Sud, Vannes
12 – Laboratoire d’Astrophysique Extragalactique et Cosmologie, Université Paris VII, Meudon
13 – Service d’AstroPhysique, Saclay
14 – Laboratoire de Physique Théorique, Université Paris XI, Orsay
* sous reserve d’une approbation du conseil scientifique
I. RENSEIGNEMENTS GENERAUX 1

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DISCIPLINE : CONNAISSANCE DE L’UNIVERS 1
INTITULE DU PROJET : 1
INDIQUER A QUEL TYPE D'ACTIVITES SE RATTACHE LA PROPOSITION: 1
RESPONSABLE SCIENTIFIQUE : 1
A. CO-PROPOSANTS : 2
B. COLLABORATION SNAP-FRANCE : 2
C. CHERCHEURS ASSOCIES: 3
II. FICHE DE SYNTHESE DU PROJET 5
III. OBJECTIFS SCIENTIFIQUES 6
IV. SITUATION ACTUELLE DU THEME DE RECHERCHE ET DU PROJET 7
A. LES SUPERNOVAE COMME CHANDELLES STANDARD 7
B. PERSPECTIVES SCIENTIFIQUES CONJOINTES 9
B.1. Les lentilles gravitationnelles 9
B.2. Les sondages ultra-profonds 11
B.3. thèmes astrophysiques 11
C. ENVIRONNEMENT NATIONAL ET INTERNATIONAL 12
D. DESCRIPTION GENERALE DE SNAP 13
D.1. Le télescope 13
D.2. L'imageur 14
D.3. Le spectrographe 17
D.4. Le traitement et l’accès aux données 17
E. DESCRIPTIONS DES CONTRIBUTIONS FRANCAISES 18
E.1. Les contributions de l’année 2001 18
E.2. Le spectrographe 18
E.3. L’électronique de lecture 25
E.4. Conception et réalisation de l’environnement software 26
E.5. contributions possibles sur des elements clefs 27
V. CALENDRIER DU PROJET 28
VI. ESTIMATION DES MOYENS NECESSAIRES 29

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II. FICHE DE SYNTHESE DU PROJET
Résumé des objectifs scientifiques du projet :
Le projet de satellite SNAP (SuperNovae Acceleration Probe) est destiné à la mesure
photométrique et spectroscopique précise d’un échantillon de plusieurs milliers de supernovae de
type Ia (SN Ia) en vue de déterminer les paramètres cosmologiques qui gouvernent l’expansion
de l’Univers et l’équation d’état du fluide cosmique. L’échantillon ainsi constitué permettra, en
particulier, de mesurer M (densité de matière ) et  (densité d’énergie noire) avec une
précision respective de 0.02 et 0.05. Il deviendra possible de discriminer les différentes
hypothèses concernant l’énergie noire (constante cosmologique, champ scalaire, défauts
topologiques,…) en mesurant, avec une précision de 0.05 dans le cas d’un univers plat, le
paramètre w =p/ où p et  sont la pression et la densité de cette énergie noire.
Un tel ensemble instrumental, avec un champ de 1°, 400 fois plus grand que celui de HST,
100 fois plus sensible (sur des poses cumulées), et avec une résolution angulaire de 0.1 , ouvre
aussi des perspectives uniques pour tout un ensemble d’autres thèmes scientifiques : lentilles
gravitationnelles, sondages ultra profonds des grandes structures, sursauts gamma,
mouvements propres, supernovae de type II (SN II), hypernovae, quasars, etc…
La contribution française actuellement prévue pour ce projet implique des activités
scientifiques et techniques significatives (traitement des données, spectrographe, électronique).
Une extension de cette contribution à des éléments majeurs de SNAP est à l’étude.
Programme des travaux (avec mention des étapes clés du projet) :
Contribution au programme scientifique de SNAP ( à partir de 2001)
Contributions au software ( à partir de 2002, simulation et traitement des images)
Définition finale des spécifications du spectrographe(fin 2001)
Fin d’étude phase A du spectrographe (fin 2002)
Etude du télescope (optique, mécanique) selon contribution française
Etude infrastructure satellite selon contribution française
Collaborations éventuelles :
Le projet a été initié par le groupe de LBNL (Université de BERKELEY, USA) dirigé par
Saul Perlmutter. La collaboration actuelle comprend une cinquantaine de chercheurs, et va
croître. Elle s’appuie sur une large communauté scientifique.
Etats-Unis : 8 laboratoires soutenus par le DOE et la NSF, menés par le LBNL, des
négociations sont en cours avec d’autres laboratoires, et la NASA.
France : IN2P3 ( CPPM**, IPNL, LPNHE), INSU (CRAL, LAM), DAPNIA (CEA)
Autres pays : Royaume-Uni, Suède, Portugal, Espagne (négociations en cours)
Evaluation des moyens nécessaires :
Plusieurs types de contributions à SNAP sont envisagés pour 2002 et 2003:
-Missions science et instrumentation 50 keuros
-Etude du spectrographe équipement 40 keuros
Les sommes nécessaires à plus long terme ne peuvent être indiquées à ce stade. Le coût
total du projet SNAP est estimé de l’ordre de 350 Meuros
** sous réserve de l’approbation du laboratoire.