GEPI

De la conception instrumentale
à l’exploitation des observables
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Le projet WEAVE

WEAVE est un spectrographe multi-objet pour le telescope de 4 mètres William Herschel sur l’île de La Palma aux Canaries. Les cas d’intérêt scientifiques pour WEAVE sont nombreux, de l’archéologie galactique pour laquelle WEAVE viendra compléter les données collectées par la mission Gaia, de l’astrophysique stellaire, circum-stellaire et interstellaire, de l’étude des amas de galaxies et de l’évolution des galaxies, d’un relevé mené conjointement avec LOFAR et des quasars. L’instrument est en cours de construction et sera sur le ciel en 2019.
WEAVE est un instrument fibré qui collecte la lumière au foyer primaire du télescope et la transporte jusqu’à une plateforme Nasmyth, quelques 33 mètres plus loin, où le spectrographe est installé. Le GEPI porte la responsabilité du lot de travail associé aux fibres. Les trois modes d’observation, pour les objets ponctuels individuels (MOS) et pour les objets étendus avec de petites intégrales de champ (mIFU) et une grand intégrale de champ (LIFU) conduisent à trois géométries pour les câbles de fibres optiques. La première compte un total de 1920 fibres, car une moitié observe pendant que l’autre moitié est positionnée, la seconde de 740 fibres organisée en 20 IFUs, la troisième de 609 fibres organisées sur une seule IFU.
La lumière est injectée dans les fibres grâce à des micro-lentilles (MOS, mIFU) ou une lentille (LIFU) qui adaptent le rapport focal fourni par le correcteur de champ pour minimiser la FRD. Dans le cas des MOS et mIFU un micro-prisme sert à replier le faisceau dans la fibre car les fibres sont déployées sur la surface focale dans une direction orthogonale à celle du faisceau incident. Dans tous les cas, les fibres sont groupées dans des gaines de multiplexe variable pour faciliter l’intégration et le routage des fibres sur le télescope. Enfin, les fibres sont insérées dans des V micrométriques pour les aligner et former la pseudo-fente. Les quatre groupes de fibres (2 MOS, 1 mIFU, 1 LIFU) forme ainsi 4 pseudo-fentes interchangeables pour permettre au spectrographe de satisfaire tous les cas d’intérêt scientifiques.
Le nombre élevé de composants et les spécifications serrées sur chacun d’entre eux sont un défi du point de vue de l’approvisionnement, de la recette, du besoin de traçabilité, de la gestion du stock et enfin, de l’assemblage des câbles. Les câbles sont assemblés par l’industrie, avec trois partenaires différents pour des raisons de planning. Une fois livrés ils sont vérifiés grâce à un banc de test élaboré développé pour WEAVE qui simule le faisceau produit par le télescope et le correcteur de champ de façon à imiter les conditions d’injection et qui permet de réaliser des mesures de photométrie relatives et d’observer les champs proche et lointain pour chacune des fibres du côté du spectrographe. Il fournit aussi les moyens de mesurer les performances dans différentes couleurs grâce à une roue à filtre motorisée. Le banc de test est entièrement programmable de sorte que des données peuvent être acquises 24h sur 24h et il est couplé avec un logiciel d’interprétation des données pour produire les métriques utiles pour chiffrer la performance du câble.


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