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CALAS

CALAS

Par Francis Beigbeder - 10/06/2008

 

  

CAmera for the LArge Scales of the Solar Surface

 

 

 

 

CALAS est un projet ACI 2002 "Action Concertée Incitative Jeunes Chercheurs".
Ce fut aussi le sujet d’une Thèse instrumentale, Sylvain Rondi (2004-2006).
Le GIGT est engagé dans le support technique à cette réalisation.
L’instrument est installé à la lunette Jean Rösch du Pic du Midi

 

 

  

 

 

  Lunette Jean Rösch Granulation solaire

 

OBJECTIFS SCIENTIFIQUES

 L’origine de la super-granulation (convective ou non), un motif dynamique de 30 Mm à la surface du soleil, est encore très controversée. Parmi les différentes approches possibles, une façon d’étudier la super-granulation est d’observer le mouvement horizontal des granules.

 Cependant, les propriétés turbulentes de la granulation et de la super-granulation restent à étudier en détail. Il est donc crucial d’étudier les déplacements à la surface solaire à plusieurs échelles, d’une fraction de Mm pour échantillonner une granule jusqu’à plusieurs centaines de Mm pour observer plusieurs super-granules.

 La combinaison d’un très large champ de vue (dans l’objectif de voir autant de granules que possible), d’une très haute résolution spatiale (pour échantillonner les granules avec une grande précision) et d’une haute cadence d’acquisition (pour permettre la suppression de la distorsion atmosphérique) est nécessaire pour étudier en détail ces motifs.

 

 L’INSTRUMENT

 L’objectif principal de CALAS est de permettre d’échantillonner des granules avec une haute résolution (0,15 "/pixel) dans un grand champ de vision, (10’x10’) soit 300 supergranules, comme une étape vers la couverture de l’ensemble de la surface solaire (30’x 30’)

 L’instrument comportera deux chemins optiques en parallèle :

  • Imagerie directe, en bande G (430,5 nm) permettant le suivi des granules et réseaux de points brillants (une signature pour les tubes de flux magnétique), un grossissement de 2,7 fois l’image focale sera assuré par deux doublets.
  • Imagerie par un filtre Magneto-optique qui permettra de saisir à la fois un Dopplergramme et un magnétogramme de la surface solaire, en utilisant quatre images individuelles, sur une raie du Potassium à 770 nm. Le même grossissement (2,7 fois) de l’image sera réalisé avec trois doublets et un triplet car ce faisceau doit passer à travers les deux cellules 100x25 mm du MOF.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LA CAMERA ET LE SYSTÈME D’ACQUISITION ET DE STOCKAGE

 

 Nous avons choisi un détecteur à pixels actifs CMOS, 4K x 4K de 12 µm, IBIS16000 de chez FillFactory, pour ses qualités intrinsèques bien adaptées : taille, vitesse de lecture, dynamique suffisante, obturateur électronique.

 Un contrôleur rapide a été réalisé sur la base d’un séquenceur ARC et par l’adjonction d’une carte qui réalise la conversion analogique numérique 4 voies 14 bits et l’interface LVDS vers l’ordinateur hôte. Une carte CORECO PCI-X assure l’acquisition des quatre voies en parallèle à la cadence de 80 Mpixels/s soit 2.5 images/s.

Le système de stockage est constitué d’une baie de 4 To (8 disques S-ATA2 500 Go) reliée par un lien "Fiber Channel" à l’ordinateur hôte pour sauvegarder une mission de 2 à 3 jours d’observations continues.

 

 La deuxième voie imagerie MOF, en cours de réalisation, necessitera quatre voies supplémentaires sur le contrôleur, une deuxième carte d’acquisition et une deuxième baie de stockage.

 Une camera commerciale de Vector Technologies a été aussi approvisionnée et mise en oeuvre, elle est équipée d’un détecteur semblable IBIS4-14000, 14 Millions de pixels de 8 µm, elle a permis d’obtenir les premières images exploitables, (octobre 2006).

 

 

 

  

 

 Contrôleur et tête de la camera        carte Conversion-Interface


Membres de l’OMP impliqués dans le projet

 

 

Noyau de l’équipe projet :

Meunier Nadège (Chercheur, PI)
Rieutord Michel (Chercheur, coPI, Responsable de Thèse)
Roudier Thierry (Chercheur, coPI, Responsable de la Lunette Jean Rösch)
Rondi Sylvain (Thésard, coPI)
Beigbeder Francis (GIGT, Ingénieur, Coordinateur Technique)

Responsabilités techniques : 

Baratchart Sébastien (GIGT) : Support Informatique.
Beigbeder Francis (GIGT) : Choix du détecteur, architecture de la chaîne d’acquisition, programmation du contrôleur, caractérisation du détecteur.
Bourrec Elodie (GIGT) : Développement de l’application de la camera commerciale.
Delaigue Guy (GIGT) : Design des cartes du contrôleur.
Dorignac René (OMP/SG) Réalisation mécanique.
Laurent Pares (GIGT) Calcul des chemins optiques.
Rondi Sylvain (Thésard) Etudes mécanique et optique, développement de l’application d’acquisition et stockage, caractérisation du détecteur).
Valentin Hervé (GIGT) : Support à la caractérisation des détecteurs.

 

 

Sous-traitance :
Sociétés Microtec et BA concept  : Etude et réalisation des cartes électroniques


 

 

 

 

 

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