Le satellite

VIS

L’imageur VIS est l’un des deux instruments embarqués à bord du satellite Euclid. Avec cette caméra visible – la deuxième plus grande à être lancée dans l’espace – il sera possible de mesurer les formes globales des galaxies et d’évaluer les distributions de matière noire dans l’Univers et leurs évolutions.

L’imageur VIS

Une caméra visible d’exception

L’imageur visible, simplement appelé VIS, est l’un des deux instruments placés au foyer du télescope Euclid. Il s’agit d’un imageur observant dans le domaine visible dont les caractéristiques résident dans le fait qu’il possède un très grand champ et une excellente qualité d’image. Spécifiquement conçu pour répondre aux objectifs scientifiques de la mission, ses observations permettront la mesure des déformations de forme des galaxies dues aux effets de lentille gravitationnelle faible induits par des amas de matière que la lumière rencontre sur son trajet pour nous parvenir. Ceci, avec la précision nécessaire pour identifier et caractériser les effets de l’énergie noire.

Pour assurer leurs performances et atténuer les effets néfastes dus au bruit électronique, les principaux éléments de cet instrument sont placés sur une plateforme optique du module de charge utile dans lequel ils sont maintenus à -120 °C.

Le plan focal,

cœur de l’instrument

Son plan focal, une caméra carrée de plus de 30cm composée de 36 capteurs CCD de 16 millions de pixels chacun est le cœur de l’instrument. Chacun de ces pixels mesure 12 micromètres de côté et possède un champ de vue sur le ciel de 0,1 seconde d’arc conférant ainsi un champ de vue total de 0,55deg², soit de deux fois la dimension de la pleine lune. Il s’agit de la deuxième plus grande caméra observant dans le domaine visible lancée dans l’espace après celle du satellite Gaïa. Sur chacune des images de VIS, effectuées sur un temps de pose de près de 10min, environ 400 000 galaxies seront détectées, dont les 50 000 plus brillantes seront utilisées pour effectuer ces mesures de forme. Ces dernières nous permettront de déterminer le cisaillement cosmique, c’est-à-dire les déformations dues à l’effet de lentille gravitationnelle faible généré par la matière noire.

À la manière d’un appareil photo traditionnel, un volet obturateur (shutter en anglais) viendra se refermer devant le plan focal durant la lecture des CCD après chaque prise d’image. Cette opération est nécessaire afin d’éviter les effets de traînée parasite qui viendraient se superposer aux images si elles étaient lues tout en restant exposées à la lumière provenant du télescope et perturber ainsi les mesures.

Un système
d’étalonnage en vol

Afin d’assurer l’étalonnage en vol, un élément accompagnera l’instrument VIS :  l’unité d’étalonnage (calibration unit en anglais). Ce petit instrument servira à calibrer la différence de sensibilité entre les pixels. Pour effectuer cet étalonnage, l’unité de calibration composée d’une sphère contenant plusieurs LEDS, viendra quotidiennement éclairer de manière uniforme l’ensemble du plan focal dans différentes longueurs d’onde (ou couleurs). En illuminant nos détecteurs par une lumière connue (de référence), nous serons en mesure d’évaluer les différences de sensibilité entre les pixels et d’en corriger les effets sur les images que l’on utilisera pour faire des mesures.

Les boîtiers
électroniques

Outre ces trois éléments, l’instrument VIS est doté de deux boîtiers électroniques : l’ordinateur central et le système de contrôle des éléments froids. Le premier assure l’alimentation, le contrôle des opérations ainsi que la compression des images et leur transfert vers le satellite qui les enverra sur Terre. Le deuxième, lui, assure le fonctionnement du shutter et de l’unité de calibration ainsi que le contrôle (température, tension, courant et position) des éléments froids de l’instrument. Contrairement aux premiers éléments plus performant à basses températures, ces boîtiers électroniques ne peuvent fonctionner qu’à température ambiante. C’est pourquoi ces derniers sont placés séparément dans ce que l’on appelle le module de service qui est maintenu à une température proche 20°C.

Ils ont
participé
à la conception

La maîtrise d’ouvrage de cet instrument est confiée au Mullard Space Science Laboratory (Royaume-Uni). Plusieurs laboratoires et industriels internationaux participent à la conception en Belgique, en France, en Italie, en Suisse et au Royaume-Uni.

Et la France dans tout ça?

• Le Département d’Astrophysique et le Département d’Ingénierie des Systèmes de l’Institut de Recherches sur les Lois Fondamentales de l’Univers du CEA à Saclay sont responsables de la conception, de la construction et de l’intégration du plan focal de l’instrument ainsi que du boitier électronique de contrôle des éléments froids.
• L’Institut d’Astrophysique Spatiale à Orsay est responsable de la livraison du système d’étalonnage (Calibration Unit).