Instruments
Instrument PACS
Composition
L'instrument PACS (Photoconductor Array Camera and Spectrometer) a été construit au Max Planck Institute für Extraterrestrische Physik (MPE) par un consortium dirigé par A. Poglitsch, MPE, Garching, Allemagne. Il était composé de deux parties :
- Un photomètre imageur comportant deux bandes simultanées (Bleu : 60 à 85 ou 85 à 130 µm et Rouge : 130 à 210 µµm) dont les détecteurs étaient deux matrices de bolomètres à 300 mK (32x16 et 64x32 pixels).
- Un spectromètre dont la largeur de bande était de 57 à 210 µm couvrant 5x5 pixels dont les détecteurs étaient composés de deux matrices de photoconducteurs en Ge:Ga couvrant 16x25 pixels.
Participations françaises
La participation de la France à l'instrument PACS s'est faite à travers trois laboratoires du CEA : le Service d'Astrophysique (SAp), le CEA/LETI et le Service des Basses Températures (SBT).
La participation du Service d'Astrophysique du CEA a consisté en la réalisation :
- Du PhFPU : plan Focal Détecteur du Photomètre composé de deux plans focaux (bleu et rouge), appelés BFP pour Bolometre Focal Plane, équipés de matrices de bolomètres fabriquées par le CEA/LETI, un cryo cooler 300 mK fabriqué par le CEA/SBT et un strap thermique et la structure.
- Du BOLC : électronique chaude (WE) pour le pilotage du PhFPU qui effectuait la lecture des matrices de bolomètres ainsi que l'amplification du signal, le contrôle et la commande du cryocooler et la lecture des paramètres de surveillance.
Les BFP (Bolometre Focal Plane)
Les BFP (Bolometre Focal Plane) étaient composés d’un plan focal à 300 mK, d’un strap thermique 300 mK, d’un circuit buffer à 2 K, d’une structure mécanique et d'une enveloppe.
Les matrices de bolomètres contenues dans les BFP (Bolometre Focal Plane) du photomètre de PACS étaient composées de sous matrices de 16x16 pixels. La taille des pixels était de 750 µm x 750 µm.
Instrument SPIRE
Composition
L'instrument SPIRE (Spectral and Photometric Imaging REceiver) a été construit par le Rutherford Appleton Laboratory (RAL), Université du Pays de Galles, Cardiff, UK. Il était composé de deux parties :
- Un photomètre imageur avec des matrices composées de bolomètres en toile d'araignée à 0.3 mK qui couvraient un champ de vue de 4'x8'.
- Un spectromètre à transformée de Fourier avec des matrices composées de bolomètres en toile d'araignée à 0.3 mK qui couvraient un champ de vue de 2.6'x2.6'.
Participations françaises
La participation de la France à l'instrument SPIRE s'est faite à travers deux laboratoires : le CEA/DAPNIA et le LAM.
La participation du CEA/DAPNIA au développement a consisté en la réalisation du DRCU : électronique chaude (WE) composée de quatre sous unités dans deux boîtiers :
- Boîtier DCU qui pilotait les détecteurs du photomètre et du spectromètre
- Boîtier FCU qui comprenait le MCU qui pilotait les mécanismes "SMECm" et "BSMm" du plan focal, le SCU pour la gestion des sous-systèmes Thermométrie / Cooler / Calibration et le PSU qui alimentait les sous-ensembles
La participation du LAM au développement de SPIRE a consisté en :
- La fabrication du mécanisme "FTS" du spectromètre, qui s'appellait SMECm
- La réalisation de l'électronique MCU pour le pilotage des mécanismes
- La fabrication des optiques du spectromètre et du photomètre (Miroirs + Alignements)
Instrument HIFI
Composition
L'instrument HIFI (Heterodyne Instrument for Far-Infrared) a été construit au Netherland Institute for Space Research (SRON), Groningen, Hollande. Il réalisait de la spectroscopie très haute résolution. Il était composé de :
- Sept récepteurs hétérodynes avec une résolution angulaire de 11" à 45" comprenant cinq mélangeurs à jonction SIS, double polarité, opérant dans la bande 480 à 1250 GHz et deux mélangeurs HEB, simple polarité, opérant dans la bande 1410 à 1910 GHz
- Un spectromètre AOS (Acousto-Optical Spectrometer)
Participations françaises
La participation de la France à l'instrument HIFI s'est faite à travers trois laboratoires : le LERMA/IRAM, l'IRAP (ex CESR) et l'Observatoire de Bordeaux.
La contribution du LERMA/IRAM au développement de l'instrument HIFI a consisté en la réalisation du mélangeur de la bande 1.
La contribution du CESR au développement de l'instrument HIFI a consisté en la réalisation du spectromètre HRS (High Resolution Spectrometer). Ses fonctions principales pour l'analyse spectrale haute résolution étaient :
- Conditionner le signal en fréquence et en puissance (fait par l'IF module)
- Numériser le signal et calculer sa fonction d'autocorrélation (fait par l'ACS Module)
- Transmission des données au SL (DC/DC Converter)
La résolution de HRS est d’environ 270 kHz en mode normal et 135 kHz en haute résolution.
La contribution de l'Observatoire de Bordeaux au développement de l'instrument HIFI a consisté en la réalisation de l'IF Module, élément du HRS.
Cryoréfrigérateurs
Le Service des Basses Températures du CEA a développé le cryoréfrigérateur (cryocooler en anglais) utilisé par les instruments PACS et SPIRE.
Le cryoréfrigérateur était une pompe à adsorption à base de charbon actif qui permettait de garantir une température de 300 mK à partir de 2 K aux instruments PACS et SPIRE.
