Le projet Planck

Le projet Planck est présenté dans sa globalité sur le site officiel : www.planck.fr.

Les deux autres sites majeurs sont  : www.cnes.fr/planck (en francais) et planck.esa.int (en anglais).
Le "Blue Book", véritable livre d'environ 200 pages rassemblant l'ensemble des objectifs scientifiques de Planck est disponible ici (en anglais).

Planck est un projet spatial d’envergure internationale sur lequel travaillent des techniciens, des ingénieurs et des chercheurs du LPSC depuis 1999. La participation du LPSC se fait au niveau des réalisations instrumentales, de l’analyse des données et compte de nombreux sujets d’études.

Les membres d'hier et d'aujourd'hui, en détail

Au LPSC, ce sont 33 personnes qui ont participé ou participent activement à Planck. (mise à jour en novembre 2014).

Réalisations instrumentales

Les services techniques du LPSC ont eu la responsabilité de deux systèmes électroniques et d’un logiciel de contrôle embarqué à bord du satellite :

1. électronique de régulation de l’étage à 20 K (réfrigérateur à adsorption ou SCE pour Sorption Cooler Electonic) développé par le Jet Propulsion Laboratory (USA)
2. logiciel de contrôle et de pilotage de ce cryogénérateur
3. électronique de la dilution (DCE pour Dilution Cooler Electonic) qui assure le refroidissement des bolomètres à 0,1K, développé par l’Institut Néel à Grenoble.

Le Sorption Cooler est un sous-système du satellite Planck car il est commun à LFI et HFI, comme le télescope par exemple. Cette machine cryogénique refroidit à 20 K (-253° C). Elle fonctionne par détente d'hydrogène dans un cycle Joule-Thomson et six compresseurs travaillent en succession afin d’assurer un refroidissement à peu près continu. Ce système est installé en deux exemplaires sur le satellite afin de prévenir toute défaillance ou vieillissement prématuré des matériaux. C’est le premier maillon actif de l’architecture cryogénique qui refroidit l’instrument LFI à 20 K et constitue la base pour le refroidissement de l’instrument HFI. Le Jet Propulsion Laboratory aux USA est responsable de ce système, l'électronique et le pilotage sont assurés par le LPSC en France. Le rôle de l’électronique est d’assurer la bonne synchronisation des compresseurs, de contrôler le chauffage de « l’éponge », etc.

Le Dilution Cooler est le réfrigérateur à dilution chargé de refroidir l’instrument HFI à une température de 0.1 K (-273.05° C).   Il fonctionne par mélange d’hélium 3 dans l’hélium 4 super fluides. Il est sous la responsabilité de l’Institut d’Astrophysique Spatiale, développé par l'institut Néel, construit par Air Liquide à Sassenage et son électronique a été conçue au LPSC. Le rôle de cette électronique est de commander à la fois la boîte à vannes qui gère les débits d’hélium 3 et d’hélium 4, ainsi que les chauffages de dégivrage du système. Elle lit et interprète les températures et pressions en différents points de la dilution pour en assurer le bon fonctionnement.

Le LPSC a également développé des simulateurs de l’interface entre le satellite et la machine cryogénique à 20 K, ainsi que l'application de contrôle de ce cryogénérateur qui sera utilisé au Centre des Opérations.

Electroniques du Sorption Cooler (gauche) et de la dilution (droite) réalisées au LPSC.

Pour plus de détails, voir les rapports d’activité du Service Détecteurs et Instrumentation et du service Electronique.

Analyse des données

Le signal mesuré en sortie des détecteurs contient une information altérée par des effets instrumentaux et contaminée par des signaux parasites tels que ceux produits par les particules du rayonnement cosmique. Le LPSC a la responsabilité de restaurer et isoler le signal astrophysique avant projection sur une carte.

Au niveau des cartes, le LPSC a mis au point et utilisé une méthode de séparation des composantes pour

• identifier les émissions de la molécule CO (raies dans les bandes à 100, 217 et 353 GHz)
• estimer les fuites de signal en intensité dans le signal en polarisation induit par des réponses en fréquence légèrement diffŕentes d'un bolomètre à l'autre. Cette correction est essentielle pour obtenir des résultats propres en polarisation avec HFI, en particulier aux grandes échelles angulaires.

Sujets d’études

• fond diffus infra-rouge
• champ magnétique primordial
• sensibilité de Planck à l’énergie noire
• modélisation de l’émission galactique polarisée
• étude des perturbations de la métrique à la sortie de l’inflation
• distorsion du rayonnement fossile par effet de lentille gravitationnelle
• interaction rayonnement fossile/amas de galaxies (sources individuelles et émission diffuse)

 Pour plus de détails, voir les rapports d’activité en cosmologie.

http://www.youtube.com/watch?v=lwELia_RAn0

Résultats récents et données

Les données de Planck en température sur disponibles sur le Planck Legacy Archive (PLA).