LISAPathfinder et LISA

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1 LISAPathfinder et LISA
Les missions LISA et LISAPathfinder sont coordonnées par l'ESA et la Nasa L'ESA a la maîtrise de l'instrument. La Nasa a celle du lancement et des communications. En Europe ...

2 de LISAPathfinder à LISA
Le domaine de sensitivité de LISA permettra la détection, sur des périodes longues de temps, de nombreux systèmes émetteurs Inertial mass noise Shot noise Cette sensitivité n’est atteinte que grace à la maitrise de techniques difficiles à réaliser dans l’espace. LISAPathfinder est une mission de démonstration qui doit permettre de valider les technologies utilisées pour LISA. La lancement de LISAPathfinder est prévu entre mi et fin 2011. Compact binaries

3 Les objectifs de LISAPathfinder
La mesure des ondes gravitationelles par LISA repose sur la mesure de la distance relative entre des masses tests se mouvant sur des géodésiques. La capacité à garder une "masse test" sur une géodésique, à l’abri de toute influence extérieure, implique : Un système mécanique permettant la libération, après lancement, des masses avec un bruit résiduel très faible. Une mesure de la position des masses par interférométrie : L’utilisation de µ-moteurs pour garder le satellite centré sur la géodésique. une méthode efficace de décharge des masses tests suite aux intéractions avec les rayons cosmiques.

4 Le Lisa Technology Package
Les µ-moteurs Assemblage : Astrium U.K. Le LMU CNES-APC Le LME CNES-APC Les masses tests Le banc optique

5 Le coeur de LISAPathfinder
masses tests 73% Au-27% Pt ; 2kg ; L = 46 mm banc optique Mesure de la distance entre les masses, entre les masses et le banc, de la phase et des fréquences relatives des faisceaux lasers.

6 1. Le transport et la libération des masses : "Le caging"
Les masses tests doivent pouvoir resister aux vibrations du lancement et être libérées avec un minimum d'accélération residuelles. Il est important que la pression appliqué lors du lancement ne les déforme pas. 3 + 1 étapes : Libération progressive des pistons hydrauliques. Après leur libération mécanique, des forces électrostatiques sont appliqués pour les freinées. GPRM : Grabbing, Positioning, and Release Mechanism CMSS Caging Mechanism SubSystem ❶ ❷ ❸ 3000 N 100 N 10 N

7 2. Le banc optique de mesure
f0+80MHz f0 f0 + 80MHz + ∆f Laser Modulator Oerlikon - CNES - APC

8 Colloidal thrusters (Nasa)
3. Les µ-moteurs Les µ-moteurs (FEEP) permettent de déplacer le satellite afin de garder les masses au centre de leur logement. L'ESA dévellope 2 types : les FEEP à fentes (Césium, Italie) et les FEEP à aiguilles (Indium, Autriche). Ces moteurs sont en cours d'essais de longues durées. La NASA devellope des moteurs colloidaux : moins puissants, temps de vie plus court . Colloidal thrusters (Nasa)

9 Le module electronique
Ce que fait l’APC L'APC, mandaté par le CNES, contrôle la fabrication et les essais du "Modulateur Laser" : P.Prat (APC, Project Manager) La société suisse Oerlikon est chargé de la fabrication sous le contrôle d'Astrium et de l'ESA (CNES). Le modulateur Laser fabrique, à partir d'un seul faisceau, deux faisceaux lasers, controlé en fréquence (AOM), en puissance et avec des retards optiques modulable. C'est un objet de haute technologie dont les performances sont délicates à tester : pureté spectrale, bruit de phase, stabilité,… (tests en labo ! ) Le module optique Le module electronique

10 Le lancement : mi-fin 2011 LPF launched into 200 x 1660 km,
15 apogee raising manoeuvers, Propulsion module separates during transfer phase, Final orbit x km, Lisajous around L1 . Launch Separation LEOP Transfer Phase Despin Orbit Corr Commiss- ioning Science Operations LTP DRS Extended Mission ? 3 months 6 months

11 Centre de traitement de données de l'APC
L'Analyse de données L'objectif de la mission est de mesurer le bruit d'accélération résiduel d'une masse ( m.s-2 ) Ceci se fait par une série de mesures (interférométrie) en "excitant" différents degrés de liberté du système. Un groupe a été constitué afin de definir et construire les logiciels nécessaires (Mathlab) Grâce à un CDD (CNES), nous pourrons participer activement à cet effort : dev. logiciels + algo. Centre de traitement de données de l'APC La maîtrise de la mission LISA passe par une bonne compréhension de LisaPathfinder

12 Team LISA APC Nos activités sur LISA Les moyens humains
R&D (2 thèses) : Stabilisation laser sur molécule iode Lisa On Table : test de la supression des bruits laser résiduels. Salle Bas-Bruit / Basses-Fréquences, Essais de Phasemetres avec AEI (Hanovre) Simulation de LISA : LISACode (A.Petiteau), unique en Europe. Analyse des sources : LISA Mock data Challenge. Team LISA APC Les moyens humains LISAPathfinder P.Prat (NPM), E.Plagnol (PI) : 20 % O.Jeannin ing. Optique (10%) CDD-CNES 100% R&D LISA H.Halloin, P.Prat, O.Jeannin, E de Vismes et O.Acef (SYRTE) Thèses : B.Argence et O.Turrazza Analyse Lisa G.Auger, H.Halloin, E.Porter et E.Plagnol

13 de LISAPathfinder à LISA
Cosmic Vision (ESA) : LISA est pré-sélectionné pour le 2ème tour BEPAC (NASA/DOE) : "On purely scientific grounds LISA is the mission that is most promising and least scientifically risky. Thus, the committee gave LISA its highest scientific ranking." Decadal Survey (National Research Council's Astronomy and Astrophysics Decadal survey) : en cours ... En espérant un lancement en 2020 !