AA-ANO2 – INSTRUMENTATION DES GRANDS OBSERVATOIRES SOLS ET SPATIAUX > EELT/HARMONI

Le spectrographe HARMONI est un des deux instruments de première lumière financés pour l’ELT.

Il s’agit d’un spectrographe à intégral de champ (IFU) qui observera dans l’infra-rouge proche (de 0.75 à 2.4 microns). HARMONI fournira une résolution spectrale de R=3300 à R=7100, et un échantillonnage spatial de 4mas (mode Haut-Contraste), 6mas et 25 mas. Pour exploiter pleinement la limite de diffraction de l’ELT, HARMONI s’inscrit dans la lignée d’instruments spectro 3D tel que MUSE ou BlueMUSE, il sera couplé au système d’Optique Adaptative (OA) MORFEO, sera équipé d’un mode Single Conjugate AO (SCAO) et d’un mode haut-contraste (HCAO) similaire à celui qui équipe SPHERE. Les cas scientifiques principaux d’HARMONI couvrent un large spectre, depuis l’étude et la caractérisation des exo-planètes, l’étude des populations stellaires dans les galaxies proches, et jusqu’aux galaxies à grand décalage vers le rouge. La première lumière est prévue pour 2035 et le projet se prépare pour les FDRs en fin 2028.

HARMONI regroupe un consortium de 6 laboratoires, dont 2 laboratoires français principaux : le LAM et le CRAL et deux laboratoires associés (IPAG et IRAP).

Le CRAL réalise les modules de découpage du champ et les optiques relais, ainsi que le pipeline de réduction des données. Un modèle numérique de l’instrument (HINM) est en développement au CRAL pour simuler des données brutes HARMONI et tester les différentes étapes de réduction en lien avec les développements du pipeline. Avec le CRAL, l’IRAP (via EFISOFT) est en charge du contrôle software de l’instrument.

Les tâches de services proposées au CRAL sont les suivantes :

T1- Proposition et validation d’algorithmes avancés pour HARMONI : il s’agit de contribuer à la réflexion sur les choix d’algorithmes concernant les calibrations basées sur des observations du ciel, puis à leur validation. On citera par exemple : l’astrométrie, la correction des telluriques, et la soustraction optimale du ciel. Des prototypes pour les algorithmes critiques doivent être livrés à la revue FDR. Il conviendra d’optimiser les temps de calibration en partageant au mieux les produits de calibration entre les différentes configurations et les modes AO d’HARMONI.

T2- Préparation de données brutes fictives : Celles-ci sont essentielles pour pouvoir tester et valider la chaîne d’algorithmes de réduction des données. Pour ce faire, il s’agit de générer avec l’HINM des données brutes fictives d’observations typiques (à partir de simulations astrophysiques ou d’observations existantes ou autre), pour les principaux cas d’utilisation d’HARMONI (champs stellaires, galaxies, champs profonds, systèmes planétaires, observations haut contraste, objets du système solaire). Ces données brutes simulées serviront aux tests du logiciel de réduction des données avec le pipeline. Les résultats obtenus feront ensuite l’objet d’une étape de validation relative aux données mises en entrée de l’HINM, étape incluant une quantification des erreurs et une étude de l’impact sur la science.

T3- Participation au choix des tests de validation du pipeline qui seront à effectuer en laboratoire et/ou sur le ciel au cours des phases de tests globaux puis de commissioning de l’instrument.