GEPI

De la conception instrumentale
à l’exploitation des observables
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Maunakea Spectroscopic Explorer

Le projet Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE) va transformer le télescope Canada-France-Hawaii en un complexe destiné à la spectroscopie profonde, grand champs, multi-objet et multi-résolution. Un tel équipement sera à même de réaliser de très grands relevés : l’observation spectroscopique de millions d’étoiles et de galaxies permettra d’accéder à la chimie et à la dynamique de l’univers local et lointain. Ces relevés vont s’avérer essentiels en eux-mêmes et en complément de ceux en cours (Gaia, eRosita, LOFAR) ou à venir (Euclid, WFIRST, SKA) en imagerie et en astrométrie ou encore des observations ultra-profondes mais sur de très petits champs permises par l’E-ELT ou le TMT. En acquérant quelques 7 millions de spectres par an, MSE sera en mesure d’égaler la production scientifique du Sloan Digital Sky Survey tous les 4 mois.

Il s’agit de remplacer le télescope (3,6 m) et sa monture équatoriale par un télescope de 10 m à monture alt-azimuthale. La monture existante, par ses dimensions et son poids permet cette opération sans modification significative du volume du bâtiment ni du socle sur lequel est ancré le télescope. Il sera cependant nécessaire de remplacer la coupole pour offrir au nouveau télescope une ouverture compatible avec la taille de son miroir primaire et de renforcer et réorganiser le bâtiment autour du socle. Ce télescope sera doté d’une instrumentation spectroscopique permettant d’observer simultanément plusieurs milliers d’objets : 3200 en basse résolution et 800 en haute résolution. Pour ce faire, son plan focal sera équipé d’un positionneur capable de placer très précisément autant de fibres optiques sur les cibles pour qu’elles puissent en transporter la lumière vers un ensemble de spectrographes dédiés respectivement à la basse et à la haute résolution.

Plus précisément, le projet de télescope s’inspire des d’études et des développements ayant eu lieu pour le Keck, LAMOST et le TMT. Le miroir primaire est donc segmenté : 60 segments hexagonaux de 1,44 m de diagonale maintenus en position grâce à de l’optique active lui confèrent un diamètre effectif de 10 m grâce à un diamètre extérieur de 11,2 m. Le champ atteint 1,5 deg carré. Deux options sont actuellement comparées quant à la localisation du plan focal : le foyer primaire qui favorise un champ de grande taille et optimise la transmission versus le foyer Cassegrain qui, en repliant la focale du télescope, permet un télescope plus compact, ce qui offre l’avantage de fibres optiques plus courtes et de libérer de l’espace dans le dôme.

La phase actuelle du projet vise à soumettre fin 2017 une proposition de construction aux instances qui financent le CFHT afin qu’elles décident du démarrage des travaux. Le GEPI est impliqué à de multiples niveaux :

  • dans le comité consultatif (Piercarlo Bonifacio),
  • dans l’équipe scientifique (Carine Babusiaux, Elisabetta Caffau, Paola Di Matteo, Hector Flores, Misha Haywood, Rosine Lallement, Mathieu Puech) avec la responsabilité du volet concernant la Voie Lactée et les populations stellaires (Carine Babusiaux)
  • et dans la conception de MSE via l’ingénierie système (Shan Mignot) et l’optique du correcteur de champ et de réfraction atmosphérique (David Horville).

Le GEPI tient donc un rôle de tout premier plan dans la participation française à MSE, conformément aux conclusions de la prospective INSU 2014. Le laboratoire accueille au mois d’octobre 2015, grâce à l’aide du CIAS, l’atelier « Engineering for MSE » rassemblant une trentaine d’ingénieurs du monde entier et Nicolas Martin (Observatoire de Strasbourg) y donne un séminaire le 12 juin 2015.


Maunakea Spectroscopic Explorer : le GEPI au cœur de la dynamique française

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