IRAP pres. Au CST 15 juin 2011 , projet Fresnel, 1

Laurent Koechlin

projet Fresnel

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Ce projet regroupe plusieurs collaborations

IRAP CNES

IAP

UMS OCA

UMC Micro Usinage Laser

Silios Technologies

SESO

Institutionnelles Industrielles

Thales

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Présentation du projet spatial

Optique de champ : télescopede 60 cm de diamètre.Correction du chromatisme:Réseau concave de Fresnel,15 cm de diamètreInstrumentation focale :Spectro-imageursdétecteurs

Module "grille primaire"4 à 40 m de diamètre, 700 à 2000 zones

Module récepteur

Vol en formation

IRAP pres. Au CST 15 juin 2011 , projet Fresnel, 4RTRA-STAE restitution 06/06/11 Space Fresnel Imager concept Emmanuel Hinglais CNES

Space Fresnel imager concept

Space segment proposed accommodationfor the Cosmic Vision 2 proposal

4m lens UV mission

Lens sat Receiver sat

S = 6 m² S = 3 m²

PF (kg)

PL (kg)

PF (kg)

PL (kg)

400 lens: 50shield: 50

500 300

Satellites stacked in aSayuz launcher fairing

ΔS/M = 3.25

N2H4 and GN2 propulsion

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FDAI sera capable d'atteindre pour le première fois la très haute dynamique et très haute résolution en UV

Intérêt du domaine UV à haute résolution

Nombreux science cases :- exoplanètes,- formation des systèmes planétaires,- étoiles jeunes, sursauts,- nébuleuses par réflexion, - AGN... Et plus.

Le domaine UV est encore peu inexploré et reste inconnu à ces résolutions angulaires et dynamiques atteintes par un imageur spatial de 6 à 10 m

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Disques protoplanétaires et naissance des systèmes solaires

Plusieurs cibles proches :

TW Hya (56 pc)Taurus, Lupus,Ophiucus (140 pc)

et groupe NUVA

12000 champs accessibles pour une mission de 5 ans

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Physique des 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. http://obswww.unige.ch/~hayes/LymanAlpha/

12000 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.

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Etude de phase zéro CNES : faites pour 4m, 10m, 30m (2008-2009)

Historique et développement du projet

pour compléter les validations UV (2011-13) : travail prévu en 2011 à l'OMP:Conception et montage mécanique du banc optique UV.

Projet RTRA STAE : (2008-2011)Etudes de validation au sol pour l'optique UVMontage de projets coopératifs sur le cibles astrophysiques

Actions R&T CNES : tests en labo (2004-08), puis sur le ciel (2008-10)

- Groupes de travail sur l'astrophysique UV accessible par FDAU-UV :IRAP - IAP - OCA - CfA Cambridge - UMC Madrid.

- Groupes de travail sur l'astrophysique UV accessible par FDAU-UV :IRAP - IAP - OCA - CfA Cambridge - UMC Madrid.

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Tests à Nice du prototype IRAP

Field optics

Order 0 mask

secondary Fresnel lens

Nav/Sci splitter

attitude control

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Resultats des tests sur le cielPhobos & Deimos, satellites of Mars.

Contrast 400 000

spectral band 650-740 nmimages obtained with a 20x20 cm aperture, diffractive focusing. (no classical 20 cm aperture had achieved this detection before, as far as we know)

Feb 13, 2010 - 01:08 Feb 13, 2010 - 01:19

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TRL atteints

• Primary UV Fresnel array – TRL 4

• Deployment – TRL 3

• Chromatic correction for visible & close IR – TRL 4

• Chromatic correction for UV – TRL 3

• Formation flying attitude control - TRL 4

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Banc optique UV prévu en salle blanche "site

Roche"

ZEMAX modeling

3-mirror achromatizer (200 < λ < 300 nm)

CAO view of a 8-Fresnel zone diffractive mirror

Curvature Radius (mm) 1329

’’ type spherical

Quantity of zone rings 320

Transition Height (µm) 0,125

Sag : Fresnel zones contribution (µm) 40

Sag : curvature contribution (µm) 84

Total sag (µm) 124

Diffractive mirror spec.

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Merci de votre attention !

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Bonus slides

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Thèse (si financement bourse) : 2011-2014

Planning succint

Tests de validation UV : (2012-2013)validation au sol pour l'optique UVMontage de projets coopératifs sur le cibles astrophysiques

Installation du prototype UV en salle blanche: juillet 2011 à décembre 2011

- Groupes de travail sur l'astrophysique UV (2011 - 2014) :IRAP - IAP - OCA - CfA Cambridge - UMC Madrid.

- Groupes de travail sur l'astrophysique UV (2011 - 2014) :IRAP - IAP - OCA - CfA Cambridge - UMC Madrid.