SOLAR ORBITER
SOLAR ORBITER est une mission satellite de l’agence spatiale européenne lancée en 2020. Son objectif est de se rapprocher du Soleil à 0,28 UA pour étudier son atmosphère en l’observant avec une résolution jamais atteinte jusqu’ici, afin de percer les secrets du vent solaire. EUI est un des dix instruments embarqués sur le satellite d’un poids total de 1,6 tonnes. Après 7,4 ans de voyage, Solar Orbiter verra pour la première fois les pôles depuis des latitudes supérieures à 30°.
Réaliser des images de haute qualité dans l’extrême ultraviolet (EUV, domaine de longueurs d’onde environ 20 fois plus courtes que le visible) est un véritable défi et nécessite des composants optiques à la pointe des technologies actuelles. S’appuyant sur un savoir-faire développé depuis 40 ans, le laboratoire Charles Fabry(LCF)(1) a conçu et fabriqué des miroirs EUV aux performances inégalées pour les télescopes EUI (2) de la mission spatiale Solar Orbiter.
Avec une rugosité de surface inférieure à 0,1 nanomètre (1 nm = 1 milliardième de mètre) et une erreur de forme inférieure au nanomètre, les miroirs installés dans les télescopes FSI (Full Sun Imager) et HRI (High Resolution Imager) compte parmi les surfaces optiques les plus parfaites embarquées dans des instruments spatiaux.
Les revêtements interférentiels multicouches à base d’une nouvelle combinaison de matériaux (aluminium/molybdène/carbure de silicium) ont permis d’atteindre un nouveau record mondial d’efficacité à 17,4 nm (raie d’émission solaire Fe X). La combinaison des revêtements des miroirs primaire et secondaire du télescope HRI réfléchissent deux fois plus de photons que les revêtements développés par le LCF pour la mission STEREO lancé en 2006 par la NASA. De plus, pour le télescope FSI, nous avons développé le premier revêtement EUV bi-bande, qui permet de réfléchir deux raies d’émission du soleil (Fe X à 17.4 nm et He II à 30.4 nm) avec une efficacité accrue.
Les miroirs en silice ultra-pure ont été fabriqué par polissage manuel d’une sphère de grande précision, suivi d’une asphérisation par érosion ionique. Les revêtements interférentiels multicouches ont été déposé par pulvérisation cathodique magnétron dans la salle blanche du laboratoire, avec une précision sur les épaisseurs meilleure que 0,01 nm et une uniformité meilleure que 1% sur la surface des miroirs.
Le LCF est l’unique laboratoire au monde capable de produire à la fois des surfaces optiques et des revêtements multicouches de haute qualité pour des instruments EUV
Equipe EUI/Solar Orbiter au LCF (depuis 2008)
Franck Delmotte (Co-Investigator), Raymond Mercier (Project Manager), Christian Beurthe, Sophie Coumar, André Guilbaud, Christophe Hecquet, Arnaud Jérôme, Evgueni Meltchakov, Frédéric Moron, Marie-Françoise Ravet-Krill, Jennifer Rebellato, Patrick Roth, Marc Roulliay.
contact : franck.delmotte@institutoptique.fr.
(1) Institut d’Optique/CNRS/Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
(2) Plus d'information sur le site du consortium EUI : http://eui.sidc.be
Légende des photos (de gauche à droite et de haut en bas)
- la sonde Solar Orbiter lors des tests chez airbus ©AIRBUS
- décolage de Solar Orbiter le 10 février 2020 à Cap Canaveral en Floride (US) ©NASA
- une des premières images de l'instrument FSI/EUI à 17,4 nm prise le 30 mai 2020 ©ESA
- section transverse d’une structure multicouche constituée d’aluminium, de molybdène et de carbure de silicium, vue au microscope électronique ©LCF/IOGS
- miroir du télescope Full Sun Imager développé au Laboratoire Charles Fabry ©LCF/IOG
- miroir primaire du télescope High Resolution Imager développé au Laboratoire Charles Fabry ©LCF/IOG
- une des premières images de l'instrument HRI/EUI à 17,4 nm prise le 30 mai 2020 ©ESA