Contribuons aux missions satellites
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Contribu)ons aux missions
satellites
Intérêt d’une mission spa)ale • Couverture non-limité en fréquences: en par)culier, possibilité de bandes mul)ples, et fréquence > 250 GHz ! meilleure sépara)on des composantes astrophysiques. • Par)e du signal modes B dominante à grande échelle angulaire > 10o : observa)ons possibles seulement avec une mission spa)ale. • Environnement stable: effets systéma)ques mieux contrôlés. Crucial pour les grandes échelles. • Liberté de choix de la stratégie d’observa)on ! meilleure couverture en angles de polarisa)on; revisites mul)ples du même pixel… Inconvénients: Coût/risque, délai
Paysage après Planck La communauté était engagée sur CORE, appels M4, M5 de l’ESA. Proposi)ons rejetées en raison du coût élevé et de la complexité. 9 papiers CORE ont été soumis. Aujourd’hui: • LiteBird (JAXA + par)cipa)on NASA): Mission en phase A1, lancement ~ 2026/2027, ouvert à une par)cipa)on française et européenne. • Pixie (NASA): Proposé pour phase A (réponse Juillet/aout 2017?). Lancement ~ 2022, fermé à une par)cipa)on au delà d’un consor)um déjà formé autour de l’IAS. • Missions futures: appel européen M6?; Phase d’étude de la NASA pour une mission CMB (Polariza)on CMB Probe), début de phase d’étude. Lancement ~ 2035
Spécificités des missions spa)ales • LiteBIRD: Mission compacte: résolu)on 32’ (150 GHz), mesures l < 400 typiquement. Mesure de r principalement à grande échelle. Choix technologique: grand plan focal et Half-Wave-Plate pour une mesure instantanée de la polarisa)on. • Pixie: Spectroscopie: mesure du spectre du CMB, gain de 3 ordres de grandeur par rapport à FIRAS, insuffisant néanmoins pour sonder les modèles actuels. Mesure de r à grande échelle, résolu)on 2 degrés (), l < 100 et spectres des avant-plans sur une grande gamme de fréquences. Choix technologique: Interféromètre de Michelson en polarisa)on et 4 pixels uniquement. • Missions futures: Grand miroir. Mesures des pe)tes aux grandes échelles angulaires, modes B primordiaux (délen)llage plus efficace), mesure des amas…
Enjeux scien)fiques
• Mesure des modes B primordiaux. Objec)f:
rapport tenseur/scalaires r ~ 10-3
• Contraintes sur la réionisa)on: τreio
• Masse des neutrinos
• Len)llage, ma)ère noire
• Amas SZ
Contrôle des avant-plans
4
10
CO J10
CO J21
CO J32
CO J43
Sy
nc
hr
otr
on
LFT
Sensitivity [K]
5
10
st HFT
Du
CMB
6
10
40 100 400
Frequency [GHz]Objec)fs scien)fiques
Focalisé sur la polarisa)on du CMB (mission faible coût) :
• mesure de r
• modes E à grande échelle (réionisa)on)
Synergie avec le sol: délen)llage du spectre envisageable grâce aux mesures
du sol
Avant-plans ?
Dé-len)llage
possible avec
le sol
Limite:
HWP permet la mesure à la limite de
σ(r) ~ 10-3 résolu)on mais aussi à grande échelle pour
enlever le bruit basse fréquenceCalendrier • Date the lancement: 2026-2027 (en prenant en compte le délai d’Hitomi, etc...) • Phase A1 de la JAXA en progrès (mi-2018), rapports intermédiaires posi)fs. • Décision de la NASA pour la phase B repoussée à mi-2018 pour s’aligner avec le calendrier de la JAXA. Développement des détecteurs (à la charge des US) toujours financé. • Par)cipa)on française ou européenne doit être définie au moment de la décision pour la phase B . Volonté de par)cipa)on de l’Europe formalisée par la leure de Tsuneta (2015).
Contribu)ons françaises et de l’IN2P3 proposées
• Plusieurs chercheurs IN2P3 déjà impliquées dans la prépara)on de la mission depuis
2015: 10 membres dans les Joint Study Group.
• Proposi)on de contribu)ons en prépara)on depuis mars 2017 (35 chercheurs) :
Laboratoires IN2P3: APC (8), LAL (4), LPSC (3)
Autres laboratoires: IRAP, IAS, Ins)tut Néel, INP, IPAG, IAP
• Réflexion et proposi)ons à l’échelle de l’Europe: France, Italie, UK.
- Agence spa)ale de GB demande une proposi)on pour le 15 août.
- Visite de Masashi Hazumi prévue en Europe prochainement (rencontre avec les
anglais et invita)on ASI).
- Invita)on de la JAXA par l’ASI.
- La France a un rôle moteur en Europe.
• Proposi)on de contribu)ons instrumentales envisagée en France:
- Cryogénie, ADR (ligne de base CEA contrat avec la NASA), ou CCDR
- Electronique de lecture.
- Suspension HWP tournante
- Traitement an)-réflexion des len)lles
- Calibra)on
Contribu)ons à l’analyse de donnée (exper)se reconnue après Planck)Perspec)ves à long terme Des expériences incluant un plus grand miroir pour une meilleure résolu)on sont envisagées. Objec)fs: - Mesure de r avec une incer)tude < 10-3 et une mesure des deux pics - Mesure ul)me du spectre EE jusqu’à l ~ 2500 - Délen)llage possible en u)lisant les données sans mesures externes - Science des avant-plans Ac)vité IN2P3 : Prépara)on de la mission CORE 9 papiers soumis. La polarisa)on est es)mée en u)lisant les redondances de la stratégie d’observa)on (rota)on de l’instrument). Une HWP ne peux pas être u)lisée. Des mesures à des temps différents sont combinées (possible sans coût important en terme d’effets systéma)ques grâce à une bonne résolu)on angulaire). Pour un lancement vers 2035 • Appel M6? de l’ESA • Etude financée de la NASA CMB-probe (decadal 2020)
Performances auendues pour CORE
PIXIE
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