Recherche d’exoplanètes grâce à l’imagerie pour l’astrométrie à angle étroit (RETINA)
Aperçu
IPAG / UGA /CNRS : Fabien Malbet, Fabrice Pancher, Sébastien Soler, Hugo Rousset, Manon Lizzana
Irfu / DAp CEA Saclay: Pierre-Olivier Lagage, Florence Ardellier, Jérôme Amiaux, Thibault Pichon, Jérôme Martignac, Eric Doumeyrou, Pierre-Antoine Frugier, Samuel Royanette
Pyxalis : Julien Michelot, Paul Monsinjon, Pierre Muller, Benjamin Fertein, Sophie Caranhac
Le projet RETINA vise à développer un plan focal composé de détecteurs visibles à grand format pour un total de l’ordre de 1 milliard de pixels ; pourra ainsi effectuer de l’astrométrie différentielle à très haute précision. L’objectif est de détecter et caractériser des exoplanètes de masse terrestre dans la zone habitable d’étoiles proches de type solaire, en atteignant une précision astrométrique inédite de 0.3 microsecondes d’angle correspondant à une dizaine de micro-pixels. Ce projet s’inscrit dans la préparation de missions spatiales futures, comme partie de l’instrument High Resolution Imager (HRI) du Habitable Worlds Observatory (HWO/NASA) ou le projet de mission Theia (ESA), en augmentant le niveau de maturité technologique (TRL) des détecteurs CMOS de très grand format de TRL 3 à TRL 5 d’ici 2030 pour des missions spatiales et disposer d’un imager TRL 3 basé sur des détecteurs CMOS .
Nos recherches
le projet RETINA vise à préparer les technologies clés pour détecter le signal astrométrique d’exoplanètes de type terrestre autour des étoiles F, G et K les plus proches autour de trois axes principaux :
- le développement de détecteurs CMOS pour des applications en astrophysique à travers la conception et la qualification de capteurs CMOS de très grand format (typiquement plus de 220 millions de pixels) dotés de liens d’interfaçage électrique rapides (>800 Mb/s/lien) compatible avec les exigences spatiales (vibrations, vide, contrôle thermique, alignement mécanique) ;
- la calibration haute précision en mettant au point une méthode de calibration utilisant des franges de Young projetées sur le plan focal pour mesurer la géométrie et la réponse intra-pixel des détecteurs ;
- l’intégration et la validation de l’assemblage d’un modèle du plan focal grâce à des tests en environnement représentatif (chambre thermique sous vide), pour valider la précision de centroidage requise (~10⁻⁵ pixel).
Composantes clés des nouvelles technologies :
- Détecteurs CMOS de très grand format : capteurs 220 MP avec un pas de pixel de 4,4 µm avec une architecture thermomécanique adaptée pour des applications spatiales.
- Système de calibration : basé sur la projection de franges interférométriques pour mesurer les variations géométriques et intra-pixels à l’échelle du micro-pixel (Crouzier et al. 2016). Le système sera développé en tenant compte des exigences spatiales
- Électronique de lecture : développement d’une électronique de proximité pour contrôler les détecteurs en tenant compte des règles de conceptions pour se projeter sur un futur instrument spatial.
- Plateforme INTRAPIX : adaptation des interfaces appliquées à RETINA du banc de tests cryogéniques unique en Europe (CEA) dédié à la caractérisation des réponses intra-pixels des détecteurs.
Le consortium
Université Grenoble Alpes / CNRS / IPAG, CEA Saclay / Irfu / Dap, Pyxalis
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