Principe

Principe d'un Téléscope dilué

Ce projet est l'analogue optique et dilué du radio-télescope d'Arecibo. Il utilise un ballon ou des cables suspendus entre deux reliefs pour porter l'optique focale. Ce type d'interféromètre est constitué de petits miroirs disposés sur la surface virtuelle d'un grand miroir sphérique (un cratère ou une cuvette naturelle). La lumière provenant de l'étoile se réfléchit sur ces miroirs et se focalise au-dessus du sol, à la moitié du rayon de la sphère (Le Coroller et al 2004).

Nous travaillons actuellement à la réalisation d’un prototype d’une nouvelle génération d’interféromètres qui ouvrira la voie de l'imagerie directe à haute résolution angulaire. Ce prototype, sera le premier interféromètre doté d’une forte capacité d’imagerie dans le visible et dans les longueurs d’ondes infrarouges .

Avec le prototype de l'OHP, nous cherchons à démontrer la faisabilité et à évaluer les performances du télescope dilué en termes d'imagerie et de sensibilité. Par la suite, avec un télescope dilué d'une centaine de mètres d'ouverture, la communauté scientifique pourra réaliser un programme scientifique inédit.

Les principales caractéristiques techniques du prototype

Le miroir primaire est constitué de multiples petits miroirs sphériques, répartis le long d’une immense sphère virtuelle, tous directement ancrés dans le sol. Cette large ouverture diluée forme une image interférométrique du ciel sur la sphère focale. Une nacelle en carbone reliée à un ballon à hélium ou suspendue à des câbles entre deux reliefs transporte l'optique focale.

Les Principaux avantages du concept

C'est un concept intermédiaire entre les projets d'ELT et les interféromètres kilométriques. Il permettra de faire des observations complémentaires à celles produites par les deux autres techniques

• Pas de ligne à retard :

Avec les interféromètres actuels, comme il est nécessaire de conserver les chemins optiques pendant l’observation, chaque faisceau passe à travers une ligne à retard, qui est asservie avec une très haute précision . Pour N ouvertures, il y a N-1 lignes à retard. Le coût de ces systèmes extrêmement sophistiqués est très élevé, et ceci représente un élément de limitation crucial pour la construction de futurs interféromètres multi- ouvertures à haute résolution angulaires. Le concept de télescope dilué ne requiert aucune ligne à retard grâce à la forme sphérique du miroir primaire qui conserve naturellement les chemins optiques égaux.

• Stabilité du sol :

Les multiples petits miroirs sont directement ancrés dans la roche mère. Lors d’un premier test nous avons évalué les mouvements du sol, et donc des miroirs à environ un micron par nuit. La correction requise sera effectuée sur de longs intervalles (un jour ou plus). Ainsi, les franges d'interférence ne sont pas perturbées par les vibrations des lignes à retard.

• Métrologie interne :

Au centre de courbure du miroir primaire, une métrologie interne est installée. En utilisant plusieurs faisceaux laser de longueurs d’ondes différentes ou un laser blanc supercontinuum, cela permet de mesurer le tip-tilt et piston de chaque sous- ouverture et de co- sphériser tous les petits miroirs sans utiliser la lumière de l’étoile. Une fois cette co- sphérisation établie, les performances de l’hypertélescope sont seulement limitées par la turbulence atmosphérique.

Cet ensemble de choses, pas de ligne à retard, train optique simplifié, stabilité des miroirs et des franges, devrait permettre d'observer des objets plus faibles (magnitude supérieure à 12) que les interféromètres conventionnels. C'est un des points que l'équipe d'Hervé le Coroller cherche à démontrer actuellement.