Olivier CHESNEAU Michel Tallon Les activités ASHRA.

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1 Olivier CHESNEAU Michel Tallon Les activités ASHRA

2 2 Optique adaptative, Interférométrie optique, Imagerie Haute dynamique Traitement optimisé du signal

3 3 Situation en 2012-2013: 80 kE (P0) – 15 kE (P1) Contribution CNES: 35 kE  >40% Contribution INSU: 45 kE P0 – 15 kE P1 Situation en 2009-2010: 130 kE Dotation CNES: 25% Dotation INSU: 75% Répartition des fonds Collaboration nationales et ateliers: 12 kE R&D: 30 kE Collaboration internationale et conférences: 50 kE

4 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.

5  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( ) Correction Optique adaptative Senseur rapide faible bruit (OCAM) Miroir déformable CILAS 40x40 (FP7) coronographe 4 quadrants Optique asphérique (LAM)

6  Consortium européen (12 instituts) poussé par la France ( participation ~50%)  réalisation sous contrat : 2006 – 2013  science @ Paranal = 2014  Grand contraste et HRA visible et NIR sur objets brillants

7 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% 17/04/13 G. Rousset, AO system for MOSAIC 7

8 Multi Object AO (MOAO) avec étoiles lasers et étoiles naturelles Source binaire corrigées avec 6 étoiles guides : 4 lasers (15km) et 2 naturelles en boucle ouverte (mai 2013) Profil mesuré de turbulence

9 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 ~ 10 4 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. Découplage Découplage calcul des commandes efficace en 1 itération (~ 600 µs) calcul des commandes efficace en 1 itération (~ 600 µs) 3 itérations en parallèle pour optimiser le départ du prochain calcul 3 itérations en parallèle pour optimiser le départ du prochain calcul Algorithme revisité  commandes en 1/2 itération Algorithme revisité  commandes en 1/2 itération Maintien des performances confirmé par premières simulations Maintien des performances confirmé par premières simulations iter 1 proj ∫ AO measurement AO correction r0r0 w0w0 wf wf w1w1 ”warm-start”: iter 2iter 3 iter 1 wfwf rfrf AO real-time latency C.Béchet & M.Tallon, ESO RTC workshop 2012 C.Béchet & M.Tallon, AO4ELT3 conference, 2013 commandes en 1/2 itération E-ELT AO simulations on ESO AO simulator reference star flux (ph./frame/subap.)

10 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 2 nd semestre 2014 Précision astrométrique : (qq) 10 µas en 5 minutes = rayon de l’horizon de Sgr A* Sensibilité dans le champ objet : UT : K=16, AT : K=13 en 100s Résolutions angulaires : UT : 3-4 mas AT : 2-3 mas

11 Contributions françaises Étude système de l’optique adaptative + Système de réduction des données + Contributions aux études systèmes Recombinateurs en optique intégrée Lignes à retard et rotateurs de polarisation fibrés Suiveur de franges 4T

12 Imaging capabilities in the N (8-13.5  m) band (4T) Opening the spectra window L (3.5  m) &M (4.5  m) Spectral resolutions: from 30 to 5000 MATISSE Multi AperTure Mid-Infrared SpectroScopic Experiment Principal Investigator:Bruno Lopez Intégration en 2013-2014 Première lumière: 2016

13 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) Positions relatives des composantes comparées à l’orbite connue Mesure précise du spectre relatif des composantes entre 600 et 850 nm et comparaison avec les données / modèles précédents Résultats soumis à A&A : Elsa Huby et al. (2013) Spectre FIRST

14 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 ● détection objets faibles Données (flux intégré) Déconvolution Spectres Soulez et al, E.A.S. 2013

15 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 Soulez et al. in prep ANR POLCA (PI: M. Tallon) Processing of pOLychromatic interferometriC data for Astrophysics