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 européen.

Il s’agit d’un spectrographe à intégral de champ (IFU) qui observera dans la gamme visible et proche infra-rouge (de 0.5 à 2.4 microns). HARMONI fournira une résolution spectrale de R=3000 à R=20000, et une résolution angulaire de 60 à 4 mas. Pour exploiter pleinement la limite de diffraction de l’E-ELT, HARMONI sera équipé de deux systèmes d’Optique Adaptative (OA). Le premier est un système d’OA classique (SCAO) et le deuxième sera un système d’OA grand champ, assisté par étoiles lasers (LTAO). HARMONI s’inscrit dans la lignée d’instruments qui équipent le VLT, tels que SPHERE ou MUSE. Les cas scientifiques principaux d’HARMONI couvrent un large spectre, depuis l’étude et la caractérisation des exo-planètes, l’étude des populations stellaire dans les galaxies proches, et jusqu’aux galaxies à grand décalage vers le rouge. La première lumière est prévue pour 2030 et le projet se prépare pour les FDRs en Nov. 2024 & 2025.

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

Le CRAL réalise les modules de découpage du champ et les optiques relai, le pipeline de réduction des données. Avec le CRAL, l’IRAP (via EFISOFT) est en charge du contrôle de l’instrument. Un modèle numérique de l’instrument (INM) 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.

Les tâches de services proposées au CRAL sont les suivantes :

T1- Proposition et validation d’algorithmes avancés pour les particularités d’HARMONI : il s’agit de contribuer à la réflexion sur les choix d’algorithmes, puis à leur validation, concernant les calibrations basées sur des observations du ciel: l’astrométrie, la correction des telluriques, et la soustraction optimale du ciel. En particulier, nous projetons d’utiliser le mode multi-lectures pour les détecteurs: il faudra exploiter cette possibilité de manière optimale pour les algorithmes ci-dessus. Des prototypes pour les algorithmes critiques doivent être livré à la revue FDR, prévue en 2024-2025.

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 générer avec l’INM des données ‘raw’ fictives d’observation typique (à partir de simulations astrophysiques ou d’observations existantes ou autre), dans les principaux modes d’HARMONI (champs stellaires, galaxies, champs profonds), ainsi que des cibles spécifiques (cibles mouvantes, champs astrométriques). Ces données brutes/raw simulées serviront de test pour la réduction des données avec le pipeline. Ces résultats de réduction seront par ailleurs contrôlés dans une étape de validation par rapport aux données en entrée de l’INM, avec 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.