9 Octobre 2014

Instrument

L'instrument Safari (SpicA FAR infrared Instrument), fourni par un consortium hollandais dirigé par le SRON, couvre la bande spectrale 30-210 µm avec une résolution R de ~10 à 10 000, et un champ de vue de 2' x 2'. La configuration optique de base est un spectromètre à Transformée de Fourier Mach-Zehnder. Les principaux avantages de ce type de spectromètre pour Safari sont la grande vitesse de cartographie du FTS du au multiplexage spatial, la capacité d'incorporer directement un mode imageur photométrique et la flexibilité opérationnelle de d'adapter la résolution spectrale au programme scientifique.

L'instrument Safari est composé des éléments suivants :


Instrument Safari - © SRON

  • un télescope optique frontal à 4,5 K,
  • un interféromètre à 4,5 K. Un mécanisme magnétique peut générer une différence de chemin de 134 mm,
  • un télescope caméra d'arrière optique à 4,5 K,
  • trois assemblages de détection au plan focal avec des matrices de détecteur TES (Transition Edge Sensor) du SRON (64x64 pixels pour 35 - 60 mm; 38x38 pixels pour 60 - 110 mm; 20x20 pixels pour 110 - 210 mm). Le signal scientifique du détecteur TES est acquis par le senseur SQUID (Superconducting Quantum Interference Device). Les plans focaux de détection sont refroidis à 50 mK utilisant un refroidisseur ³He à absorption (300 mK) couplé à un réfrigérateur de démagnétisation adiabatique à 50 mK (Adiabatic Demagnetisation Refrigerator : ADR) du CEA (INAC-SBT)
  • différentes électroniques pour le contrôle et l'affichage de sorties des détecteurs TES (IRAP (ex-CESR)), pour le contrôle du mécanisme FTS (TNO), pour le contrôle du refroidisseur 50 mK (CEA-SAP) et pour le contrôle, la gestion et l'interface de l'instrument avec le satellite (INAF-IFSI).
  • un harnais entre l'électronique chaude et l'instrument froid à 4,5 K

Architecture optique de l'instrument Safari © SRON
Architecture optique de l'instrument Safari © SRON
Démonstrateur du refroidisseur à 50 mK © CEA-SBT
Démonstrateur du refroidisseur à 50 mK © CEA-SBT
Unité électronique de détection TES © CESR
Unité électronique de détection TES © CESR

La contribution française à l'instrument Safari consiste en les développement et livraison au SRON :

  • du refroidisseur 50 mK du CEA (INAC-SBT)
  • de l'électronique pour le contrôle du refroidisseur (CEA-SAP)
  • de l'électronique pour le contrôle et l'affichage des sorties des détecteurs TES (IRAP (ex-CESR))

L'instrument Safari sur Spica exploitera la puissance dde la spectroscopie image et de la photométrie Moyen infrarouge/Infrarouge lointain (MIR/FIR) pour étudier les processus masqués par les poussières qui dirigent l'évolution de la galaxie. Safari sera capable de détecter les raies clés du MIR et FIR des galaxies éloignées et d'utiliser les diagnostiques du MIR/FIR qui ont, ou auront, été révélés et calibrés par Spitzer et Herschel, respectivement, dans l'Univers local. Avec le décalage dans le rouge de z ~ 1, le référentiel de repos à 11 - 35 µm, qui est très riche en structures fines ioniques ainsi qu'en raies de rotation H2, se déplace vers 22 - 70 µm et ensuite vers 33 - 105 µm à z ~ 2 et sera encore dans la gamme spectrale de Safari à z ~ 6.