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Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier 2011 1 Laurent Koechlin L'imageur de Fresnel et le projet FDAI-UV.

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1 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Laurent Koechlin L'imageur de Fresnel et le projet FDAI-UV

2 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Sommaire Domaines astrophysiques concernés - objets du système solaire - formation des systèmes exoplanétaires - astrochimie et physique des galaxies Résultats au sol et principe optique plans de développement pour le spatial

3 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier "Science cases" groupe 1 : Système solaire - Objets du système solaire accessibles avec un imageur de 4m spatial Résolution linéaire 5 km, champ 5000 km à I UA, λ = nm Aurores sur planètes gazeuses Statistique des densités et formes des astéroïdes champs accessibles en 5 ans

4 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier "Science cases" groupe 2 : disques protoplanétaires Environnements stellaires, disques protoplanétaires (formation des systèmes planétaires et exoplanètes) Plusieurs autres cibles proches : TW Hya (56 pc) Taurus, Lupus, Ophiucus (140 pc) et groupe NUVA Simulation numérique Imageur de Fresnel (T.Raksasataya) champs accessibles en 5 ans avec un imageur de 4m

5 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier "Science cases" groupe 3 : Galaxies Etude fine du premier maillon (Z<2) permettant de comprendre la physique des objets lointains. - Nuages moléculaires dans notre galaxie - nébuleuses par réflexion - Objets compacts, AGN Images H. ATEK, D.Kunth et al champs accessibles en 5 ans avec un imageur de 4m L'imageur de Fresnel permettrait de voir ces champs à très haute dynamique, d'explorer l'environnement proche des objets compacts et très lumineux.

6 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier "Science cases" groupe 3 : astrochimie et galaxies - Pour préparer ces science cases: coopérations en cours avec: à l'IRAP GAHEC SISU à l'IAP groupe de D.Kunth à l'UMC (Madrid) groupe de Ana Ines Gomez de Castro

7 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Validations au sol Observatoire de la Côte d'Azur, coupole du grand équatorial

8 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Tests sur le ciel En parallèle sur le tube du grand équatorial (Nice) Bande passante 650 à 900 nm Module récepteur Grille primaire 696 Zones 50 μm d'épaisseur 20 cm de côté Photo D.Serre Action R&T CNES R-S08/SU

9 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Tests sur le ciel juillet 2009 et janvier à mars 2010 Photo D.Serre résolution 0.8"champ 800" λ 0 = 800 nm Δλ = 100 nm

11 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Saturne et satellites

12 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Tests sur le ciel avec la grille de 20 cm Imagerie Haute dynamique Janvier - Février 2010 Sirius AB Separation 6" Magnitudes -1.5 / nm M 42 et le trapèze θ Orion séparation 4.3"

13 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Tests sur le ciel avec la grille de 20 cm Phobos & Deimos, les satellites de Mars. Contraste Images des Satellites de Mars, bande spectrale nm avec une ouverture de 20 cm (jamais fait avant, à notre connaissance) Feb 13, :08 Feb 13, :19

14 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Onde plane foyer Ordre 0 : onde plane lentille ou miroir focalise par réfraction ou reflexion Grille de Fresnel focalise par diffraction Ordre +1 : convergent Foyer primaire Lentille Transmission binaire Onde sphérique Comment ça marche ?

15 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Lumière parasite confinée dans les aigrettes. T +1 < 10% Image pupille F = C gr 2 / (8 N ) Principe optique

16 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier focale Réseau correcteur (ordre -1) Optique de champ Image finale achromatique Grille plan pupille Module Grille de Fresnel Module Récepteur masque plan image 1 dispersé Ordre 0 refocalisation Instrumentation focale Schéma optique d'un imageur de Fresnel spatial

17 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Télescope spatial proposé pour l'astrophysique UV Optique de champ : télescope de 60 cm de diamètre. Correction du chromatisme: Réseau concave de Fresnel, 15 cm de diamètre Instrumentation focale : Spectro-imageurs détecteurs Module "grille primaire" 3.6 à 4 m de diamètre, 700 zones Module récepteur Vol en formation

18 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Etude de phase zéro CNES : pour 4m, 10m, 30m : étude faite Etat des financements R&T CNES pour validations UV 2011 : demandée ANR pour développements UV : demande envoyée demain midi ESA CV2 pour télescope spatial UV européen 2025 : proposition soumise RTRA STAE - tests UV en laboratoire 2010 : 60% du financement accordé dépensé en quasi-totalité

19 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Etat de préparation en janvier Démarrage 2005, validation sol 2008, validation ciel thèses sur le sujet soutenues, cofinancées CNRS-Thales Alenia Space - Groupes de travail sur les thèmes astrophysiques et l'instrumentation : IRAP - IAP - OCA - CfA Cambridge - UMC Madrid. - 9 articles sur l'imageur de Fresnel publiés par le groupe en Financements et ressources humaines pour l'avenir ?

20 Imageur de Fresnel Journées GAHEC12 janvier Avec 4m d'ouverture dans l'UV à 121 nm, on va avoir une résolution angulaire de 7 mas, soit nettement meilleure que celle du HST et des autres télescopes UV. Et surtout une dynamique dans les images supérieure à 10 5 Images HST prises H. ATEK, D.Kunth et al.


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