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HiCIBaS: un télescope sur ballon stratosphérique pour l’imagerie haut-contraste d’exoplanètes

Québec, le 28 août 2018 - C'est samedi, à Timmins en Ontario, que s'est envolé le ballon stratosphérique sur lequel est installé un télescope pour l'imagerie haut-contraste, conçu par l'équipe du professeur Simon Thibault de la Faculté des sciences et de génie de l'Université Laval. Ce vol de 8 heures, à plus de 40 kilomètres d'altitude, permettra aux membres du projet HiCIBaS (High-Contrast Imaging Balloon System) de tester la performance de leurs instruments astronomiques innovants développés pour l'imagerie directe d'exoplanètes.     

Ce projet a été développé dans le cadre du programme Vols et investigations-terrain en technologies et sciences spatiales (VITES), financé par l'Agence spatiale canadienne (ASC). Ce programme de subventions vise à soutenir les projets de recherche d'universités canadiennes qui procurent une expérience pratique à des étudiants et à de jeunes chercheurs dans le domaine spatial. Cela permet ainsi d'inspirer et de former la prochaine génération d'experts pour l'industrie spatiale au pays. De plus, le programme VITES offre l'occasion aux scientifiques et aux entreprises de tester de nouvelles technologies conçues pour le secteur spatial, en collaboration avec plusieurs plateformes suborbitales ou orbitales, comme STRATOS, le programme de lancement de ballons stratosphériques piloté par l'ASC et le Centre national d'études spatiales (CNES). 

L'équipe supervisée par le professeur Thibault est composée de 5 étudiants à la maîtrise en physique, soit Olivier Côté, Deven Patel, Guillaume Allain, Mireille Ouellet et Cédric Vallée ainsi que deux étudiants de premier cycle, Simon Carrier et Steven Thériault, et du professionnel de recherche Denis Brousseau. C'est en mars 2016 que le projet a officiellement démarré avec l'octroi d'une subvention d'un demi-million de dollars sur 3 ans. 

L'Université Laval est la première université francophone à participer à ce programme, depuis sa création en 2012. Le projet HiCIBaS vise à tester différentes technologies permettant d'imager des exoplanètes à l'aide d'un télescope et d'instruments d'imagerie à haut-contraste. En plus de tester les nouvelles technologies dans des conditions extrêmes semblables à celles de l'espace, le système HiCIBaS pourra recueillir des informations sur les conditions en haute atmosphère qui pourront servir pour de futures missions sur ballon stratosphérique.

Des technologies embarquées pour étudier les turbulences atmosphériques et faire de l'imagerie haut-contraste
HiCIBaS utilise un télescope commercial de 14 pouces pour capter la lumière provenant des étoiles. Une monture conçue sur mesure et un système de contrôle permettent de pointer le télescope précisément vers une étoile d'intérêt. La lumière est ainsi dirigée vers les sous-systèmes d'HiCIBaS à l'aide d'un miroir mobile et de plusieurs lentilles.

Le premier sous-système est un senseur de front d'onde permettant de corriger les aberrations de bas ordre (LOWFS, pour Low-order wavefront sensor en anglais). Il permet à HiCIBaS d'enregistrer les effets des turbulences atmosphériques induisant des perturbations dans la lumière provenant d'une étoile. Ce sous-système permet également de compenser les vibrations de la nacelle. Décrit pour la première fois l'an dernier dans un compte-rendu de la conférence AO4ELT5, ce senseur de front d'onde a réussi avec succès une série de tests de qualification à l'Observatoire du Mont-Mégantic à la fin de 2017.

Résultat d'une collaboration avec l'Université de Leiden et SRON-Netherlands Institute for Space Research, le second sous-sytème d'HiCIBaS est formé d'un miroir déformable et d'un coronographe de type vAPP (vector Apodizing Phase Plate). Ce type de coronographe permet l'analyse du front d'onde sur le plan focal en utilisant des images holographiques de l'étoile d'intérêt. À l'aide du miroir déformable, il est alors possible de corriger les aberrations statiques produites par les optiques du système. Même si le montage actuel ne permet pas l'imagerie directe d'exoplanètes, la mission permettra de déterminer le niveau minimal de qualité du «dark hole» requis pour l'imagerie haut-contraste dans ce contexte.

À propos de l'Université Laval
Animée par un esprit d'innovation et la recherche de l'excellence, l'Université Laval fait partie des principales universités de recherche au Canada, se classant au 6e rang avec des fonds de 377 M$ alloués à la recherche l'an dernier. Elle compte 3 730 professeurs, chargés de cours et autres membres du personnel enseignant et de recherche qui partagent leur savoir avec plus de 43 000 étudiants, dont 25% sont inscrits aux cycles supérieurs. Plus ancienne université francophone d'Amérique du Nord, l'Université Laval a formé à ce jour plus de 300 000 personnes qui participent, chacune à leur façon, au progrès des sociétés.

Pour information:
Anne-Sophie Poulin-Girard
Professionnelle de recherche
Chaire de recherche industrielle du CRSNG en conception optique 
Centre d’optique, photonique et laser
Université Laval
anne-sophie.poulin-girard@copl.ulaval.ca 

Source: 
Andrée-Anne Stewart
Relations médias
Direction des communications
Université Laval
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