La plus grande caméra jamais construite pour l’astrophysique a achevé son long voyage depuis le SLAC National Accelerator Laboratory en Californie jusqu’au sommet du Cerro Pachón au Chili, où elle contribuera bientôt à percer les mystères de l’Univers.
La caméra LSST de 3200 mégapixels, l’instrument révolutionnaire au cœur de l’Observatoire Rubin, est arrivée sur le site de l’observatoire, sur le mont Cerro Pachón, au Chili. La caméra LSST est financée par le département américain de l’énergie (DOE) et l’Observatoire Rubin est financé par la National Science Foundation (NSF) et le DOE des États-Unis. Lorsque Rubin commencera le Legacy Survey of Space and Time (LSST) à la fin de 2025, la caméra du LSST prendra des images détaillées du ciel de l’hémisphère sud pendant 10 ans, construisant ainsi la vue chronologique la plus complète de notre Univers que nous ayons jamais vue. « L’arrivée de la caméra LSST au Chili nous rapproche considérablement de la science qui répondra aux questions les plus cruciales de l’astrophysique« , a déclaré Kathy Turner, responsable du programme de l’observatoire Rubin au ministère de l’énergie.
La caméra LSST, la plus grande caméra numérique au monde, a été construite au SLAC National Accelerator Laboratory à Menlo Park, en Californie, et son achèvement après deux décennies de travail a été annoncé par le SLAC au début du mois d’avril. Cette caméra incroyablement sensible sera bientôt installée sur le Simonyi Survey Telescope de l’Observatoire Rubin où elle produira des images détaillées avec un champ de vision sept fois plus large que celui de la pleine lune. Grâce à la caméra LSST, l’observatoire Rubin contribuera aux progrès – et à de nouvelles découvertes – dans de nombreux domaines scientifiques, notamment l’exploration de la nature de la matière noire et de l’énergie noire, la cartographie de la Voie lactée, l’étude de notre système solaire et l’étude des objets célestes qui changent de luminosité ou de position. « Amener la caméra au sommet était la dernière pièce majeure du puzzle« , a déclaré Victor Krabbendam, chef de projet de l’observatoire Rubin. « Avec tous les composants de Rubin physiquement sur place, nous sommes sur la dernière ligne droite vers une science révolutionnaire avec le LSST« .
L’équipe chargée de la caméra LSST au SLAC a piloté le processus de transport de la caméra (de la taille d’une voiture) de la Californie au Chili. Elle a commencé par l’installer sur un cadre d’expédition personnalisé et l’a enveloppée dans un matériau plastique à décharge électrostatique pour la protéger de l’humidité. À l’aide d’un pont roulant, l’équipe a installé le cadre dans un conteneur d’expédition de 6 mètres de long dont les parois et le plafond ont été isolés pour éviter qu’elle ne surchauffe, et de matériel permettant de fixer solidement le cadre d’expédition directement aux traverses métalliques du plancher. Le conteneur d’expédition a également été équipé d’enregistreurs de données, à la fois sur le cadre de la caméra et sur le conteneur lui-même, afin de surveiller la température, l’humidité, les vibrations et les accélérations tout au long du voyage. Un système de suivi GPS a été installé sur le conteneur afin que l’équipe puisse localiser avec précision la caméra à tout moment du voyage.
Tout au long du trajet, l’équipe de la caméra LSST a respecté un plan d’expédition méticuleusement préparé, chaque décision décrite dans le plan visait à réduire les risques potentiels pour la caméra dont le coût s’élève à 168 millions de dollars. L’équipe a également bénéficié d’une répétition générale en 2021 lorsque le simulateur de masse de la caméra, une structure en acier utilisée pour tester et équilibrer la monture du télescope, a été expédié au Chili. Le simulateur de masse était également équipé d’enregistreurs de données afin que l’équipe connaisse exactement les conditions rencontrées au cours de son voyage et puisse en tenir compte lors de la planification de la vraie caméra. « Le transport d’une pièce d’équipement aussi délicate à travers le monde comporte de nombreux risques. Avec dix longues années de travail d’assemblage sur la caméra, culminant avec un vol de dix heures et une route de terre sinueuse en haut d’une montagne, il était important de bien faire les choses« , a déclaré Margaux Lopez, ingénieure en mécanique au SLAC, qui a dirigé la planification de l’expédition de la caméra. « Mais comme nous avions l’expérience et les données de l’expédition test, nous étions extrêmement confiants dans notre capacité à assurer la sécurité de la caméra« .
En sécurité dans son conteneur, la caméra LSST a été transportée dans un véhicule équipé d’un système de transport aérien jusqu’à l’aéroport de San Francisco le matin du 14 mai pour un vol affrété à destination du Chili. Là, elle a rejoint six autres camions contenant le système de remplacement du filtre de la caméra et d’autres équipements auxiliaires qui avaient voyagé la veille. Une fois la caméra soigneusement chargée dans l’avion cargo 747, deux membres de l’équipe sont montés à bord et se sont installés dans leur siège pour les 10 heures de vol vers le Chili. « Le fait d’avoir deux ingénieurs dans l’avion était essentiel pour le chargement et le déchargement« , a déclaré Travis Lange, chef de projet de la caméra LSST. « L’ensemble du processus a également été incroyablement excitant !«
L’avion a atterri à l’aéroport Arturo Merino Benítez de Santiago, l’aéroport le plus proche de l’observatoire pouvant accueillir un avion cargo de cette taille, à 4h10 le 15 mai. Le conteneur de la caméra a été chargé dans son propre véhicule de transport, l’un des neuf camions qui ont roulé en un lent convoi jusqu’à la porte gardée au pied du Cerro Pachón, où ils sont arrivés en début de soirée. Une fois les camions sécurisés à l’intérieur du portail, les membres du personnel se sont retirés dans la ville voisine de Vicuña pour la nuit. Le matin, le véhicule transportant la caméra a entamé le trajet de 35 kilomètres (21,7 miles) jusqu’au sommet, accompagné d’une voiture pilote et d’une voiture de queue. Conduisant lentement et prudemment sur la route de terre sinueuse, le camion-caméra a atteint le sommet en cinq heures environ. Les autres camions se sont rendus au sommet au cours des deux jours suivants, selon un horaire visant à minimiser les perturbations pour les autres véhicules circulant sur la montagne.
À son arrivée dans le bâtiment de l’observatoire, la caméra a été immédiatement déchargée dans la zone de réception au 3e niveau et transportée dans la salle blanche de l’observatoire, qui offre un environnement contrôlé sans contaminants atmosphériques. Là, elle a été inspectée par l’équipe de mise en service de l’observatoire Rubin et déclarée visiblement intacte. L’équipe a également téléchargé les données des enregistreurs de données et vérifié que la caméra n’avait pas subi de contraintes inattendues. « Notre objectif était de nous assurer que la caméra non seulement survivrait, mais qu’elle arriverait en parfait état« , a déclaré Kevin Reil, scientifique de l’observatoire Rubin. « Les premières indications, notamment les données recueillies par les enregistreurs de données, les accéléromètres et les capteurs de chocs, suggèrent que nous avons réussi« .
La caméra LSST est le dernier composant majeur du Simonyi Survey Telescope de l’Observatoire Rubin à arriver au sommet. Après plusieurs mois de tests dans la salle blanche de l’observatoire, la caméra sera installée sur le télescope avec le miroir primaire de 8,4 mètres et le miroir secondaire de 3,4 mètres nouvellement revêtus. Une étape importante vient donc d’être franchie alors que la caméra LSST et l’observatoire Rubin se rapprochent du début de leur incroyable mission.
En France, plusieurs entités du CNRS1 ont contribué à la conception, à la construction et à l’optimisation du plan focal unique de la caméra. Les équipes du CNRS ont également conçu le système de changeur de filtres qui permet à la caméra d’observer la lumière depuis le proche ultraviolet jusqu’au proche infrarouge. Enfin, le Centre de Calcul de l’IN2P3 (CNRS) stockera l’ensemble des images prises par la caméra et traitera 40% de ses images brutes.
Lire le communiqué original (en anglais)
- Centre de Calcul de l’IN2P3 (CNRS), Centre de Physique des Particules de Marseille (CNRS / Aix-Marseille Université), Laboratoire Astroparticule et Cosmologie (CNRS / CEA / Université Paris Cité / Observatoire de Paris), Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules (CNRS / Université Savoie Mont-Blanc), Laboratoire de Physique de Clermont Auvergne (CNRS / Université Clermont Auvergne), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (CNRS / Université Grenoble Alpes), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (CNRS / Sorbonne Université / Université Paris Cité), Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (CNRS / Université Claude Bernard Lyon 1), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (CNRS / Université Paris-Saclay / Université Paris-Cité) et Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (CNRS / Université de Montpellier). ↩︎