Mécanismes à câbles pour un radio-télescope

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Les radioastronomes ont lancé une initiative internationale avec comme objectif la construction d'un radiotélescope possédant une surface collectrice équivalente de un kilomètre carré. Cet instrument, nommé le SKA (Square Kilometer Array), permettrait aux astronomes d'atteindre plusieurs objectifs, dont sonder l'âge sombre de l'univers (période de la formation des premières étoiles) et de comprendre l'origine et l'évolution du magnétisme cosmique. Ormi la surface collectrice de 1 km2, notons, parmi les principales contraintes imposées au projet par les radioastronomes, son coût de développement (fixé à 1 milliard US$) et la couverture de la plus grande partie du ciel possible (jusqu'à 60 degrés du zénith).

Une surface unique de 1 km2 étant pratiquement irréalisable, l'appareil serait composé de plusieurs stations individuelles reliées par fibre optique pour obtenir une surface collectrice équivalente. Plusieurs pays (Australie, Canada, Chine, États-Unis, Europe) ont développé des concepts et celui du Canada a été mis de l'avant par une équipe de chercheurs universitaires et industriels, supervisée par l'Observatoire fédéral de radioastrophysique (un institut du CNRC situé à Penticton, C.-B.).

Le concept, nommé GRA (Grand Réflecteur Adaptatif) est illustré aux figures et est composé de trois éléments :

1. Un réflecteur parabolique déformable situé près du sol de faible courbure. Ce réflecteur permet de réflechir les ondes vers un point focal. Il serait actionné de façon à diriger la coubure vers la partie du ciel à observer.
2. Un récepteur radio devant être positionné au point focal pour capter le signal venant du ciel réfléchi par le collecteur primaire.
3. Un mécanisme de positionnement capable de déplacer et d'orienter le récepteur radio selon la position du point focal déterminée par la forme du réflecteur.

Fig. 1 : Représentation schématique du GRA (cliquez sur l'image pour l'agrandir).

Fig. 2 : Représentation artistique du GRA (cliquez sur l'image pour l'agrandir).

C'est le troisième élément qui est pour nous le plus intéressant, puisqu'il se divise en deux sous-systèmes agissant de concert, le manipulateur principal (MP) et le mécanisme au point de confluence (MPC). Ces deux sous-systèmes sont des mécanismes parallèles actionnés par câbles. Le MP est gigantesque (au moins 600 mètres d'envergure) et est tenu sous tension à l'aide d'un ballon à l'hélium. Il sert à positionner et orienter grossièrement la plate-forme focale. Le MPC est plus modeste (environ 20 mètres d'envergure) mais beaucoup plus précis et a comme fonction de corriger les imperfections de positionnement et d'orientation du MP afin d'atteindre une précision de l'ordre du centimètre et en dessous d'un degré. Il relie la plate-forme focale au récepteur radio.

Séquences vidéo

Les séquences vidéo qui suivent illustrent le concept du radio-télescope.

Mécanisme à câbles Séquence illustrant les mouvements et l'espace de travail du mécanisme à câbles à 6 ddl. Format : mpg    Durée : 3 min 59 s    Grosseur : 39,6 Mb

Grand Réflecteur Adaptatif Représentation artistique du Grand Réflecteur Adaptatif (GRA). Format : avi    Durée : 20 s    Grosseur : 25,3 Mb

Groupement de stations individuelles Représentation des stations individuelles utilisées conjointement pour obtenir la surface collectrice nécessaire. Format : avi    Durée : 11 s    Grosseur : 7,2 Mb