Radioastronomie. Du ciel au signal étalonné: toute la chaîne d'acquistion.
Laboratoire d'accueil :

IAS

Correspondant :

Mathieu VINCENDON
IAS bât 121, bureau 319
tel: 01 69 85 86 27

mathieu.vincendon@ias.u-psud.fr

Lieu du stage :

Salle de contrôle et de pilotage des radiotélescopes RAMEAU
bâtiment 333, 2ème étage, salle 220

 

But
Le but du TP est de caractériser une chaîne complète d'acquisition de signal astrophysique, sur un exemple concrêt: mesure sur le Soleil dans le domaine des ondes radio.

 

Résumé
Pour étudier un objet astrophysique, il est nécessaire de disposer de mesures étalonnées et utilisable scientifiquement de paramètres physiques, par exemple la température. Or ces mesures sont effectuées par des instruments qui affectent le signal, et qu'il convient de caractériser et de corriger avant de pouvoir remonter à l'information physique de l'objet. Ce TP illustre toutes les étapes de la mesure en astrophysique avec une chaîne d'acquisition complète: RAMEAU (réseau d'antennes micro-ondes pour l'enseignement de l'astrophysique à l'Université Paris Sud 11). Il s'agira d'observer le Soleil dans les ondes radio (à 10 GHz) afin d'en mesurer la température de brillance. L'optique et l'électronique des radiotelescopes introduisent des effets systématiques et/ou aléatoires dans les mesures. Il faudra les caractériser pour les soustraire et/ou en tenir compte dans le budget des incertitudes. Il faudra également étalonner le système. Les étudiants seront placés dans le contexte de la mise en place d'un nouvel observatoire qu'il faut caractériser: l'observatoire vient juste d'être installé et il n'y a quasiment pas de documentation. Nous attendons des étudiants qu'ils aient des initiatives, tout en étant rigoureux dans leur démarche, afin d'aboutir à une mesure censée de la température de brillance du Soleil.

 

Informations pratiques
Les observations, les mesures et l'analyse se feront toutes au même endroit: sur le campus d'Orsay, au bâtiment 333, 2ème étage, salle 220 (juste à droite en arrivant à l'étage). C'est la salle de contrôle et de pilotage des radiotélescopes RAMEAU (puisque l'accès aux télescopes sur la terrasse n'est pas possible). La séance commence à 9h30. Prévoir 15 minutes de marche depuis l'IAS, ou descendre directement au RER de Bures sur Yvette. Si vous avez un problème, appellez Hervé Dole au 06.26.79.25.44. Les séances auront lieu quelle que soit la météo.

 

Détails
Le déroulement de la séance pourra prendre la forme suivante:

– introduction et contexte exposés par l'enseignant – formulation claire du problème scientifique et des exigences – identification de chaque partie du radiotéléscope – proposition de protocole de mesure – mesures et première analyse – caractérisation des sources de bruit et des problèmes potentiels: mesures et analyse – par exemple: bruit des détecteurs, rotation de la Terre – mesures finales et analyse – (les étudiants motivés pourront en outre participer à l'amélioration de la manip) – rédaction du rapport sur place, si possible sous forme électronique (avec OpenOffice.org sur les PC mis à disposition). Il devra comporter au moins la description et une discussion physique: – du principe des mesures et de leurs buts – de la nature des effets étudiés, avec les mesures et analyse – des mesures sur le Soleil – du résultat final, quantifié, avec identification des incertitudes sytématiques – des effets limitant la qualité de la mesure astrophysique – des améliorations possibles à apporter au système et/ou à son utilisation, et sur la manière de les mettre en place.