{"id":229,"date":"2026-06-29T11:18:49","date_gmt":"2026-06-29T09:18:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www-new.ias.u-psud.fr\/?p=229"},"modified":"2026-09-25T12:03:21","modified_gmt":"2026-09-25T10:03:21","slug":"ariel-premiere-lumiere-pour-linstrument-francais-airs","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ias.u-psud.fr\/index.php\/2026\/06\/29\/ariel-premiere-lumiere-pour-linstrument-francais-airs\/","title":{"rendered":"[ARIEL] Premi\u00e8re lumi\u00e8re pour l\u2019instrument fran\u00e7ais AIRS"},"content":{"rendered":"\t\t
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Figure 1 : Assemblage des bancs optique et v\u00e9rification de la position d\u2019un prisme (Cr\u00e9dit IAS)<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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[ARIEL] Premi\u00e8re lumi\u00e8re pour l\u2019instrument fran\u00e7ais AIRS<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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Actuellement en plein d\u00e9veloppement, une \u00e9tape cruciale vient d\u2019\u00eatre franchie pour le spectrom\u00e8tre fran\u00e7ais AIRS, du futur t\u00e9lescope\u00a0ARIEL<\/a>\u00a0:
<\/em>Ariel, Atmospheric Remote-Sensing Infrared Exoplanet Large-survey, est la mission M4 du programme \u00ab\u00a0Cosmic Vision\u00a0\u00bb de\u00a0l\u2019ESA<\/a>\u00a0dont le lancement est pr\u00e9vu en 2032.<\/em><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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C\u2019est une mission enti\u00e8rement d\u00e9di\u00e9e \u00e0 l\u2019\u00e9tude de l\u2019atmosph\u00e8re des exoplan\u00e8tes : un millier d\u2019exoplan\u00e8tes vont ainsi \u00eatre scrut\u00e9es pendant 4 ans. Une batterie de tests r\u00e9ussis pour l\u2019instrument AIRS. Le d\u00e9veloppement des \u00e9quipements spatiaux n\u00e9cessite diff\u00e9rents mod\u00e8les interm\u00e9diaires permettant de valider progressivement <\/strong>la conception m\u00e9canique, thermique, \u00e9lectrique ou logicielle. Les mod\u00e8les Structurels et Thermiques (STM) permettent par exemple la validation du design m\u00e9canique et thermique tandis que les mod\u00e8les avionique (AVM) puis d\u2019ing\u00e9nierie (EM) permettent la validation \u00e9lectrique et fonctionnelle compl\u00e8te. Le mod\u00e8le de vol est ensuite r\u00e9alis\u00e9 sur la base de ces r\u00e9sultats, ou bien encore sur celle d\u2019un mod\u00e8le de qualification int\u00e9grant l\u2019ensemble des fonctions de l\u2019\u00e9quipement.Dans le cadre du d\u00e9veloppement de l\u2019instrument AIRS et en particulier de la partie froide du spectrom\u00e8tre, le mod\u00e8le d\u2019ing\u00e9nierie a \u00e9t\u00e9 pens\u00e9 comme un mod\u00e8le de qualification avec l\u2019objectif de valider enti\u00e8rement son design, en particulier vis-\u00e0-vis des exigences d\u2019environnement spatial de la mission ARIEL, qu\u2019elles soient m\u00e9caniques ou thermiques. Associ\u00e9e \u00e0 ces essais, une longue campagne d\u2019\u00e9talonnage a d\u00e9marr\u00e9 depuis le mois de mars 2026 afin de mesurer les performances de l\u2019instrument avec, notamment, l\u2019acquisition de la premi\u00e8re image du spectrom\u00e8tre.
L\u2019instrument AIRS<\/strong> est compos\u00e9 d\u2019un boitier \u00e9lectronique ADCU<\/strong> (AIRS Detector Control Unit) et de la partie froide, la CU<\/strong> (Cold Unit), du spectrom\u00e8tre qui inclut deux bancs optiques associ\u00e9s \u00e0 deux plans focaux pour couvrir la gamme de longueur d\u2019onde de 1.95 \u00e0 7.8 microns. Le CEA d\u00e9veloppe les cha\u00eenes de d\u00e9tection des d\u00e9tecteurs assembl\u00e9s sur un plan focal jusqu\u2019au boitier de pilotage ADCU complet. L\u2019IAS a la charge des deux bancs optiques, de leur int\u00e9gration et de leur alignement ainsi que des mesures de propri\u00e9t\u00e9s physiques et de vibrations.
Les bancs optiques sont compos\u00e9s de plusieurs sous-syst\u00e8mes (lentilles, prismes) tenus par des montures m\u00e9caniques. Ces sous-syst\u00e8mes sont assembl\u00e9s et test\u00e9s \u00e0 l\u2019IAS, o\u00f9 on s\u2019assure qu\u2019ils ont les caract\u00e9ristiques optiques attendues et qu\u2019ils supporteront les efforts du lancement.

Une fois les bancs optiques assembl\u00e9s et align\u00e9s, les plans focaux sont mont\u00e9s dessus. Tous les assemblages sont r\u00e9alis\u00e9s en salle propre, pour s\u2019assurer qu\u2019il n\u2019y a pas de poussi\u00e8re sur les optiques, ni de contamination, qui pourraient d\u00e9grader les performances de l\u2019instrument.<\/p>\n\t\t\n<\/div>\n

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Figure 2 : Assemblage de plans focaux sur les bancs optiques (cr\u00e9dit IAS\/CEA)<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Une fois que le tout a \u00e9t\u00e9 assembl\u00e9 \u2013 bancs optiques + plans focaux \u2013 nous passons aux tests de vibrations, sur le pot vibrant de l\u2019IAS. Puis, nous v\u00e9rifions l\u2019int\u00e9grit\u00e9 de l\u2019instrument, ainsi que l\u2019alignement des deux bancs optiques entre eux pour \u00eatre s\u00fbr qu\u2019il n\u2019y a pas eu de d\u00e9formations lors de ces tests.<\/p>\n\t\t\n<\/div>\n

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Figure 3 : AIRS CU EM en salle blanche pour des mesures de propri\u00e9t\u00e9s physiques et la pr\u00e9paration pour les vibrations \u00e0 des niveaux de qualification (Cr\u00e9dit CNRS\/L. Godart)<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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La partie froide est ensuite envoy\u00e9e au LIRA pour les tests thermiques et les calibrations de l\u2019instrument.Le mod\u00e8le d\u2019ing\u00e9nierie du spectrom\u00e8tre infrarouge AIRS est install\u00e9 depuis mars 2026 au LIRA dans la chambre \u00e0 vide cryog\u00e9nique SimEnOm du MESPAL, une cuve permettant de reproduire des conditions proches de celles de l\u2019espace et de v\u00e9rifier le bon fonctionnement de l\u2019instrument.Le LIRA est responsable de toute cette campagne de tests : il fournit les \u00e9quipements, dont un banc optique qui imite le t\u00e9lescope, et r\u00e9alise toutes les mesures pour \u00e9valuer les performances de l\u2019instrument.<\/p>\n\t\t\n<\/div>\n

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Figure 4 : Int\u00e9gration de la CU EM AIRS au LIRA (Cr\u00e9dit LIRA, Observatoire de Paris)<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Ces tests vont durer jusqu\u2019en novembre 2026, avec la participation des \u00e9quipes scientifiques du CEA, de l\u2019IAS et de l\u2019IAP. Une fois cette \u00e9tape termin\u00e9e, l\u2019instrument sera livr\u00e9 au Laboratoire Rutherford Appleton (RAL), au Royaume-Uni, pour des tests suppl\u00e9mentaires avec l\u2019ensemble des syst\u00e8mes int\u00e9gr\u00e9s sur la charge utile de ARIEL. Une nouvelle \u00e9tape franchie pour AIRS. <\/strong>Derni\u00e8rement, afin de v\u00e9rifier la performance de l\u2019instrument AIRS, une mesure a \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9e au travers d\u2019une cellule contenant du m\u00e9thane gazeux. Le m\u00e9thane est un compos\u00e9 organique pr\u00e9sent dans l\u2019atmosph\u00e8re terrestre qu\u2019on peut s\u2019attendre \u00e0 trouver sur des exoplan\u00e8tes observ\u00e9es avec ARIEL.Les positions des raies spectrales du m\u00e9thane sont parfaitement connues et permettent de v\u00e9rifier que l\u2019instrument r\u00e9pond de fa\u00e7on nominale lorsqu\u2019il les d\u00e9tecte. 

La mesure est tr\u00e8s simple. Elle consiste \u00e0 faire avec AIRS deux acquisitions, la premi\u00e8re avec du m\u00e9thane, et la seconde sans m\u00e9thane, qui sert de r\u00e9f\u00e9rence. En faisant le rapport des deux mesures, on peut comparer le spectre du m\u00e9thane obtenu avec AIRS \u00e0 un mod\u00e8le th\u00e9orique.La figure ci-dessous montre \u00e0 gauche les spectres bruts de la r\u00e9f\u00e9rence et de la mesure de la cellule de m\u00e9thane, et \u00e0 droite, la comparaison entre le spectre mesur\u00e9 et le mod\u00e8le th\u00e9orique. L\u2019excellente corr\u00e9lation entre les deux sugg\u00e8re des performances nominales de l\u2019instrument.<\/p>\n\t\t\n<\/div>\n

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Figure 5 : Premier spectre de m\u00e9thane obtenu avec AIRS<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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Contacts<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
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