PBL: Profileur de turbulence à haute résolution pour le Dôme C

1. PBL: Profileur de turbulence à haute résolution pour le Dôme C Erick Bondoux, Julien Borgnino, Cécile Combier, Jean-Baptiste Daban, Caroline Daire, Richard Douet, Jérôme Maire, François Martin, Carolyn Robert, Alex Robini, Andrei Tokovinin, Aziz Ziad Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

2. Implications of atmospheric turbulence parameters on HAR techniques • Specification of AO systems: • Number of lenslets & actuators (r0) • Correction band-pass (t0) • DM stroke (r0,L0) • Need of a tip/tilt system (r0,L0) • Interferometry: • Fringe excursion (r0,L0) • Isopistonic Angle (r0,L0,q0) Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

3. Multi-Conjugate AO Sources Cn2(h) Turbulent layer 2 Specifications: • Number & positions of DMs • WFS specifications (lenslets, actuators & bandpass) • Stroke of DMs • Need of tip/tilt Turbulent layer 1 Telescope Need of profilers: • Cn2(h) • L0(h) • v(h) Deformable Mirror 1 Command module Deformable Mirror 2 WFS Wavefront sensors WFS Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

4. MOSP: Monitor of Outer Scale Profile MOSP at Dome C Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

5. MOSP: Experimental Devise 2n C (h), L0(h) Lunar limb Alt. AA transverse structure function : Turbulent layer Atmosphere L0 = h q 0 Telescope Image Plan CCD Exposure time=2ms Freq. Acquis.=33Hz 2n ( C (h)=cst D=0.6m h=5000m) Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

6. Comparison MOSP & SCIDARMauna Kea, 2005 • SCIDAR * MOSP • Simultaneous extraction of CN2(h) and L0(h) • Excellent agreement with Scidar data • Similar resolution in the ground layer Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

7. High resolution CN2 profiler: PBL* • This profiler is a DIMM observing the moon limb * Profileur Bord Lunaire Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

8. High resolution CN2 profiler: PBL • PBL optical devise: • Moon limb images on the CCD: Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

9. PBL: High Resolution Profiler • PBL is a differential monitor (vibrations): • For the whole atmopshere: • The Kernel Ka is function of spatial covariances: a2 a1 Spatial covariance triplet for one turb-ulent layer Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

10. Etat d’avancement du projet PBL Télescope et monture ont été durcis pour fonctionner dans les conditions du Dôme C: • Modification du tube en Invar • Reprise de la fixation du tube sur les cellules portant les optiques • Dégraissage et regraissage avec une graisse basse température • Collage des miroirs primaire et secondaire avec une colle basse température+ pièce antiflopping en PTFE Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

11. Montage Opto-mécanique PBL Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

12. Mécanique PBL Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

13. Mécanique PBL Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

14. Mécanique PBL Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

15. Thermalisation PBL • Thermalisation de l’instrument: • Isolation • Installation des sondes thermiques (moteurs, optique, CCD+platine focus, chercheur) • Installation des résistances chauffantes (moteurs, boitier optique, boitier CCD+platine focus, chercheur, masque) • Evaluation de la puissance nécessaire • Boitier de régulation • Câbles+Connecteurs • Alimentations (moteurs, résistances, régulateurs…) Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

16. Thermalisation instrument PBL Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

17. Boitier de thermalisation PBL Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

18. Tests au froid Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

19. Logiciel d’acquisition et de suivi PBL Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

20. INSU: 30Keuros ASHRA: 12,5Keuros Contrat ELT-DS: 11Keuros BQR Fizeau: 6Keuros BQR OCA: 8Keuros PPF OPERA: 3,2 Keuros Total=70,7Keuros Dépenses: Monture AP3600 Télescope Meade M16 Caméra PixelFly Optiques Platines Mcontrôle PC d’acquisition+Disques de sauvegarde Câbles Électronique Mécanique Missions Salaire Erick Bondoux Total=65,5Keuros Financement du projet PBL Campagne d’observation à Paranal 5-20 Août 2011: 5,2Keuros Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

21. Calendrier prévisionnel • Décembre-Janvier: Installation et mise en œuvre du PBL sur le site du Dôme C • Novembre/Mars: Finalisation d’une copie de PBL • Avril/juin: Tests au Mt Gros • Juillet: Envoi à Paranal • Août: Campagne d’observation à Paranal avec le MASS-DIMM (Tokovinin & Sarazin) • Septembre/novembre: Traitement des données de Paranal Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

22. Fin Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

23. Lunar Limb Data Processing * Flat & Dark field * Median Filter -1 -1 -1 0 0 0 1 1 1 * Image gradient: convolution by Prewitt Filter: Limb detection by centroid method: Processing of differential angular covriance Angular transverse between the two moon limbs (2000 images ~1min) Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010

24. Besoins en informatique • Maintenant: • Logiciel de suivi de l’instrument • Partir de l’existant: MOSP & ASTEP • Intégré dans le logiciel d’acquisition • Automatisation du réglage du contraste • Commande de la platine portant la caméra • Plus tard: • Pre-traitement des données: • Extraction des fluctuations du bord lunaire • Traitement des données: • Recuit-simulé pour l’extraction aux profils de CN2 et L0 Revue de projets instrumentaux - H. Fizeau, 10 nov. 2010