Miroirs actifs de l'espace - Développement de systèmes d'optique active pour les futurs grands observatoires

• Main Author: Laslandes, Marie
• Language: English
• Published: Aix-Marseille Université 2012
• Subjects: [PHYS:ASTR:IM] Physics/Astrophysics/Instrumentation and Methods for Astrophysic; [PHYS:ASTR:IM] Physique/Astrophysique/Instrumentation et méthodes pour l'astrophysique; [SDU:ASTR:IM] Sciences of the Universe/Astrophysics/Instrumentation and Methods for Astrophysic; [SDU:ASTR:IM] Planète et Univers/Astrophysique/Instrumentation et méthodes pour l'astrophysique; Optique active; Télescope; Miroir déformable; Aberration optique; Instrumentation spatiale; Correction de front d'onde
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00764315; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/76/48/24/PDF/Laslandes_thesis_final_dec2012.pdf

Le besoin tant en haute qualité d'imagerie qu'en structures légères est l'un des principaux moteurs pour la conception des télescopes spatiaux. Un contrôle e fficace du front d'onde va donc devenir indispensable dans les futurs grands observatoires spatiaux, assurant une bonne performance optique tout en relâchant les contraintes sur la stabilité globale du système. L'optique active consiste à contrôler la déformation des miroirs, cette technique peut être utilisée afin de compenser la déformation des grands miroirs primaires, afin de permettre l'utilisation d'instrument reconfigurable ou afin de fabriquer des miroirs asphériques avec le polissage sous contraintes. Dans ce manuscrit, la conception de miroirs actifs dédiés à l'instrumentation spatiale est présentée. Premièrement, un système compensant la déformation d'un grand miroir allégé dans l'espace est conçu et ses performances sont démontrées expérimentalement. Avec 24 actionneurs, le miroir MADRAS (Miroir Actif Déformable et Régulé pour Applications Spatiales) e ffectuera une correction e fficace du front d'onde dans un relais de pupille du télescope. Deuxièmement, un harnais de déformation pour le polissage sous contraintes des segments du télescope géant européen de 39 m (E-ELT) est présenté. La performance du procédé est prédite et optimisée avec des analyses éléments finis et la production en masse des segments est considérée. Troisièmement, deux concepts originaux de miroirs déformables avec un nombre minimal d'actionneurs ont été développés. VOALA (Variable O ff-Axis parabola) est un système à trois actionneurs et COMSA (Correcting Optimized Mirror with a Single Actuator) est un système à un actionneur. Les systèmes actifs présentés dans ce manuscrit off rent de nombreux avantages pour une utilisation dans les futurs grands observatoires spatiaux: nombre de degrés de liberté limités, compacité, légèreté, robustesse et fiabilité. Ils permettront d'importantes ruptures technologiques et l'apparition d'architectures de télescope innovantes.