Objectifs scientifiques
Le Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE) est un télescope à grand champ, optique et proche infrarouge, de la classe des 10 mètres entièrement dédié à la spectroscopie multi-objets d’échantillons de milliers à millions d’objets astrophysiques. Il disposera d’une grande ouverture (11,25 m), d’un large champ de vision (1,52 degrés carrés), d’un multiplexage massif ainsi que d’une large gamme de résolutions spectrales allant de R=2500 à R=40000. MSE sera construit sur le site de l’actuel télescope Canada-France-Hawaii (CFHT) sur le sommet du Mauna Kea à Hawaii.
Entre autres cas scientifiques, le MSE révélera l’émergence du tableau périodique des éléments de la matière ; il permettra des études détaillées des effets de la matière noire ; il permettra de suivre la croissance des trous noirs supermassifs, et d’étudier l’évolution des galaxies au sein des grandes structures de l’Univers. Le MSE assurera également un suivi spectroscopique essentiel et unique pour des relevés d’imagerie multilongueurs d’onde, comme ceux du télescope Rubin, des missions Gaia et Euclid, du télescope Roman, du Square Kilometre Array, et du Next Generation Very Large Array. MSE sera donc un télescope servant une très large communauté, et il jouera un rôle crucial de ‘filtrage’ spectroscopique de très grands échantillons d’objets en sélectionnant les plus intéressants pour un suivi détaillé par les très grands télescopes de prochaine génération (ELT, TMT, GMT).
MSE a été classé en priorité haute (P0) par la prospective A&A de l’INSU fin 2019 comme permettant l’évolution et le maintien de l’accès à long terme au site du CFHT. La Division Technique de l’INSU a fortement contribué, avec le pôle instrumental du GEPI UMR8111, à l’étude de Phase A au travers de l’étude de plusieurs éléments de l’environnement du foyer primaire et du plan focal : hexapode, rotateur, réducteur focal et correcteur de dispersion atmosphérique. Le comité de revue de la Phase A a félicité la DT pour la qualité du travail réalisé et l’avait validé. Le comité avait également suggéré quelques pistes pour compléter les études en vue du passage en Phase B : ce sont ces recommandations qui font l’objet de la présente demande pour 2022.
Description technique
L’intervention de la DT portera sur :
1- Développement du concept mécanique du rotateur d’instrument (InRo)
A- Explorer un concept alternatif avec une géométrie de double roulement rotatif qui répartit les charges et les charges de gravité sur une paire de roulements plus petits plutôt que d’utiliser un seul grand roulement rotatif portant la charge utile en déséquilibre avec bras de levier.
B- Avancer le concept de l’entraînement rotatif et de l’enroulement du chemin de câbles afin de confirmer l’espace interne disponible pour la charge utile de l’InRo.
2- Développement du TEA au niveau du système
A- Développer les budgets de masse, de volume.
B-Développer une architecture unifiée des mécanismes d’entrainement et de contrôle des mouvements PFHS, ADC et InRo, y compris la stratégie de contrôle thermique.
C- Élaborer un plan d’installation, d’intégration, d’accès et de maintenance in situ pour les sous-ensembles individuels au sein de la structure globale du télescope.
3-Développement du concept mécanique de l’hexapode (PFHS)
A- Confirmer que la performance de l’hexapode commercial proposé est compatible avec les spécifications du PFHS.
B-Examiner si un mécanisme alternatif à cinq degrés de liberté conçu pour positionner le WFC et le rotateur d’instruments pourrait être plus avantageux qu’un hexapode.
4- Correcteur de champ et correcteur de dispersion atmosphérique (WFC et ADC)
A- En raison de la grande taille des optiques WFC, étudier un concept alternatif par usinage de précision des montures de lentilles permettant d’atteindre la tolérance d’alignement optique verre-monture plutôt que d’utiliser plusieurs pièces d’ajustement, et vérifier que le concept des montures est également compatible avec le procédé de revêtement anti-reflet solgel.
B- Intégrer les tolérances optiques dans le plan de fabrication, d’assemblage et d’alignement des optiques de grande taille (un mètre) du WFC, y compris les considérations relatives au montage des lentilles et au revêtement anti-reflet.
C- Explorer un concept alternatif pour l’actionnement de l’ADC en utilisant un mécanisme à un degré de liberté plutôt qu’un petit hexapode.
D- En raison de la grande taille des optiques WFC, explorez un concept alternatif par usinage de précision de barillet optique en une seule pièce permettant d’atteindre les tolérances d’alignement optique de lentille à lentille plutôt que d’utiliser un barillet à plusieurs sections avec des ajustements fins incorporés dans chaque section. Également, inclure des éléments de manutention sur le barillet pour faciliter l’alignement, l’assemblage, le service et le transport.
Contact DT : Alexandre Blin
Contact LAM : Laurence Tresse
Voir aussi le site du Maunakea Spectroscopic Explorer.