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PR NAIADE Présentation DSB 07/06/2012

NAIADE N EW A PPROACHES IN I MAGING WITH A DAPTIVE-OPTICS AND DE CONVOLUTION (Nouvelles Approches d’Imagerie par optique Adaptative et DEconvolution). PR NAIADE Présentation DSB 07/06/2012. Thierry Fusco ONERA DOTA/HRA. T. Fusco DOTA/HRA. détection et caractérisation d'exo-terres.

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PR NAIADE Présentation DSB 07/06/2012

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Presentation Transcript

  1. NAIADENEW APPROACHES IN IMAGING WITH ADAPTIVE-OPTICS AND DECONVOLUTION(Nouvelles Approches d’Imagerie par optique Adaptative et DEconvolution) PR NAIADE Présentation DSB 07/06/2012 Thierry Fusco ONERA DOTA/HRA T. Fusco DOTA/HRA

  2. détection et caractérisation d'exo-terres Galaxies à grand red-shift Naissance & évolution de l'univers De grands défits scientifiques … Radial Velocity Transits SPHERE Contraste = 106 SR ~ 90% EPICS Contraste = 109 SR  100 % Maitrise sub-nanométrique du front d'onde Objets très faibles + Etude statistique Couverture de ciel : 100 % -- SR ~ 50 % Champ = 25 arcmin² (25x plus que l'existant VLT)

  3. … reliés à des innovations technologiques Tip Tilt Focus Sphere LIFT High Flux LIFT Low Flux détection et caractérisation d'exo-terres Maitrise nanométrique du front d'onde Multi-stage Wavefront sensing 1er étage (rapide et sensible)  Pyramid WFS 2ième étage (lent et ultra précis)  coronographique WFS l'étalonnage, operation & post-traitement Identification/correction de perturbations externes  windshake, vibrations, residus de cophasage … Traitement d'image multi-spectrales coronographiques Etude des premiers ages de l'univers Analyse de front d'onde "mixte" (étoiles laser et naturelles) Senseur dédié "Natural Guide Star" (LIFT) Senseur dédié "Laser Guide Star" Fusion de données Reconstruction tomographique du volume turbulent Etalonnages & opérations sur le ciel Lois de commande complexes (gd nombre de degrés de liberté) Traitement de données Reconstruction de PSF déconvolution de données 3D Concepts à optimiser et à valider "on-sky"

  4. Contexte instrumental : nouveaux concepts d'OA et d'imagerie pour les futures générations de télescopes géants

  5. Un context idéal : les instruments de 2nd génération de l'E-ELT Instrumentation 1ière lumière "simple" Financement ESO Instrumentation 2ième génération "complexe" Besoin de validation de concepts EAGLE EPICS

  6. Un socle existant : RG et PRF Cassiopee Etudes spécifiques Liées aux instruments de 2ième génération E-ELT EPICS & EAGLE Réalisation Instruments 2ième génération Validation ciel de concepts essentiels à la réalisation des instruments EAGLE & EPICS NAIADE Etudes spécifiques liées aux contraintes ELT Ciblées sur les composants et sur l'extrapolation VLT  ELT & instrumentation de 1ière génération Etudes de phase A E-ELT M4, MAORY, ATLAS, EAGLE Réalisation instruments 1ière lumière Harmoni, Micado, Metis Réalisation de composants RAPID, ANDROMEDA, LIFT CASSIOPEE Etudes amons de concepts innovants Demonstration orientée VLT OA Grand champs Haute dynamique HOMER – MCAO- tomography - LQG BOA / SH-Filtré diversité de phase SPHERE/SAXO FP7-OPTICON Démonstration HOMER Démonstration CANARY RG

  7. Objectifs du projet NAIADE Objectifs du PR Grandes thématiques scientifiques Disposer des briques conceptuelles et technologiques essentielles à la definition et à la réalisation des systèmes d'OA pour les instruments de 2ième génération de l'E-ELT EAGLE & EPICS • OA grand champ & étoiles laser • OA extrême • Nouveaux challenges liées à l'ELT Déclinaison en besoins instrumentaux • Development de nouveaux concepts d'OA dans leurs environements complexes • procédures d'identifications de perturbations exogènes • Optimisation globale (AO + instrument + telescope) • Etalonnage fin • Propositions de concepts & améliorations des composants et sous-systèmes clés • Nouvelles approches d'analyse de front d'onde • Fusion de données • Nouvelles lois de controle (pb spécifiques liés à l'E-ELT) • Validations expérimentales avec en particulier tests sur télescopes • Traitements a posteriori pour une expolitation efficace des données obtenues derrière l'OA • Reconstruction de PSF • developpement d'algorithmes de post-traitements s'appuyant sur un modèle comportemental fin de l'OA et des instruments Phase de réalisation : 2017  2025

  8. Description de projet NAIADE Déclinaisons en besoins instrumentaux Thématiques scientifiques HRA Système / Analyse de FO / Commande / Traitement Workpakages

  9. Planning & Manpower ETP (h) 600 3200 1750 1900 1050 WP0 ETP (h) 3000 32000 2300 TOTAL : 8500 h

  10. Fournitures Red = Hardware Green = software Italique = on sky test ! + au moins 1 papier (conf / revue) par an & par WP

  11. Synergies • Synergies contractuelles • Obtenues OPTICON 2013-2017 • 6000 heures • 100k€ missions / equipements FUI RAPID 2010-2014 • Soumises ERC "IMAKA" ANR "Compass" Carnot • Espérées PEA VISIO ERC "starting grant" (T. Fusco) R&T CNES ERIS (VLT 3ième génération) E-ELT : phase de construction 1ière génération • Principales Collaborations • LAM : WP1, 2, 3 collaborations scientifiques acces Tel OHP, manpower & materiel co-financement / co-direction deTheses • OCA : WP1 acces Tel MEO, support manpower. • IPAG : WP2, 4 collaborations scientifiques co-financement / co-direction deTheses accees aux données SPHERE, banc FFREE • CRAL : WP4 collaborations scientifiques co-financement / co-direction deTheses accès aux données MUSE (VLT) • LESIA/Durahm : WP1, 2 collaborations scientifiques Accès au banc CANARY et Tel WHT • L2TI : WP1, 2, 3 collaborations scientifiques co-financement / co-direction deTheses • ESO : WP1, 2, 4 collaborations scientifiques accès données VLT • Gemini & Keck observatory : WP1 collaborations scientifiques accès données GEMS (MCAO sur GEMINI)

  12. Activités duales : retours attendus pour les activités "défense" • Liens applications astro / defense : une synergie gagnante depuis 20 ans •  Dévelopements de nouveaux concepts : OA grand champ – XAO •  Dévelopements & tests de nouveaux composants : IR WFS, micro-DM, RTC • Imagerie endo-atmosphérique (grand champ, IR-WFS, RTC) NAIADE : péréniser cette synergie ! Lien avec l'Arme Laser • Developpements liés à aux "Laser Guide Star" • Application directe : Observation de l'espace • developpement d'un senseur Pyramide dans NAIADE • Essentiel pour VISIO afin de gagner • en bande passante (70  120 Hz) • En nombre de degré de liberté (8x8  16x16) • Réutilisation des déveleppement NAIADE "quasi" en l'état.

  13. Conclusion • 2nd Génération d'instruments pour l'E-ELT • OA Extreme (Haute dynamique) : x 1000 en contraste par rapport au VLT (SPHERE) • MOAO (grand champ multiplexage) : x 25 en champ par rapport au VLT (MUSE) • X 50-100 en terme de nombre de degrés de liberté (VLT ELT) • Une simple mise à l'echelle de solutions techniques déjà éprouvées sur le VLT ne répond pas aux besoins • Besoin de nouvelles idées, de nouveaux concepts, de nouveaux composants • Critique pour le positionnement de l'ONERA dans les futures phases de réalisation • NAIADE : • Développe de nouveaux concepts • Tests sur le ciel • Propose de nouvelles stratégies d'étalonnage, d'opération et de traitement d'images Le tout dans un cadre bien défini : instrumentation E-ELT / spécifications des instruments  Fort potentiel d'innovation dans un cadre "systeme" cohérent permettant de borner et structuer les développements • Activites essentielles pour le positionnement de l'ONERA à horizon 2017 sur l'instrumentation astronomique à haute résolution • Structuration des activités sur plusieurs années indispensable pour garantir • la pérénisation d'un démarche scientifique ambitieuse • le developpement de nouveaux concepts jusqu'aux tests sur le ciel

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