Les équipements Dynavac, un élément clé de la recherche d’exoplanètes semblables à la Terre dans le cadre du projet 100 Earths
Hingham, Massachusetts La vie existe-t-elle sur d’autres planètes ? Si tel est le cas, il doit exister des planètes présentant des conditions propices à la vie telle que nous la connaissons. Le projet 100 Earths de l’université de Yale est à la pointe de la recherche de telles planètes, et les quarante années d’expertise de Dynavac en matière de systèmes à vide personnalisés et de dépôt de couches minces ont apporté deux contributions importantes à ce projet.
Plus de 3 700 exoplanètes ont été détectées par des relevés astronomiques terrestres et spatiaux. Nombre d’entre elles sont de grandes exoplanètes gazeuses, situées à de grandes distances de la Terre. En revanche, le projet 100 Earths étudie les étoiles proches afin de trouver des planètes présentant des conditions propices à la vie basée sur le carbone : de petites planètes rocheuses sur une orbite « Boucle d’or » où l’eau liquide peut exister.
Fig. 1 : Vue d’artiste d’un système d’exoplanètes
Les exoplanètes sont détectées par leur influence gravitationnelle sur le mouvement de leur étoile hôte, ce qui entraîne des décalages dans le spectre émis par l’étoile. Des spectrographes personnalisés mesurent les décalages spectraux et capturent les données pour une analyse ultérieure. La recherche de « petites » planètes impose des exigences sans précédent à tous les aspects de l’instrumentation scientifique : le projet 100 Earths nécessite des instruments dont la sensibilité est dix fois supérieure à celle des conceptions précédentes.
La NSF a financé le Yale Exoplanet Laboratory pour relever le défi de la conception et de la construction de l’instrumentation requise. Le laboratoire a relevé le défi en s’appuyant sur quinze années d’expérience avec des spectrographes de haute performance dédiés à la recherche de planètes. Leur nouvel instrument, l’Extreme PREcision Spectrograph (EXPRES), incarne l’innovation dans cinq domaines clés : le couplage de la lumière provenant du télescope, l’analyse des données, la stabilité des longueurs d’onde, la compréhension et la prise en compte du bruit stellaire, ainsi que l’ingénierie nécessaire à la construction et au fonctionnement de l’instrument. Ces cinq domaines doivent fonctionner de concert pour offrir les performances « de pointe » requises.
EXPRES fonctionne dans une chambre spécialement conçue sous vide poussé et soigneusement isolée des variations de température et des vibrations. Cette isolation de l’environnement extérieur est essentielle pour que l’instrument puisse fonctionner avec les sensibilités requises. La chambre fonctionne à des pressions aussi basses que 10-7 torr, et des stabilités thermiques de +/- 1 mK sur vingt-quatre heures.
Fig. 2 : Chambre à vide EXPRES de Dynavac
Compte tenu de spécifications environnementales aussi exigeantes, l’équipe de Yale a choisi Dynavac, un leader des systèmes à vide poussé, pour construire la chambre qui constitue un élément important de l’innovation requise en matière d’ingénierie. Le professeur Debra Fischer, chercheur principal du projet EXPRES, a déclaré : « La chambre à vide Dynavac offre la stabilité dont nous avons besoin pour atteindre une précision de mesure record avec EXPRES. »
Le groupe de solutions spécialisées de Dynavac est un partenaire éprouvé pour les clients ambitieux et a fabriqué des équipements à vide poussé personnalisés pour de nombreuses applications, notamment des instruments de très haute précision tels qu’EXPRES et des expériences de physique des hautes énergies.
Monté sur le Lowell Discovery Telescope en Arizona, EXPRES collecte des observations scientifiques, étudiant les étoiles cibles de type naine G et naine K à la recherche de signes d’exoplanètes. Dynavac a apporté une contribution antérieure et distincte au projet en fournissant l’équipement utilisé pour revêtir le miroir principal de 4,3 m de diamètre et de 6 700 livres d’un revêtement réfléchissant en aluminium. Tom Foley, président de Dynavac, a commenté : « Dynavac est un leader des systèmes à vide poussé, avec près de quarante ans d’expérience. Nous sommes honorés d’avoir fabriqué des équipements personnalisés pour le spectrographe EXPRES de Yale et ravis qu’il scrute les cieux en utilisant le Lowell Discovery Telescope, dont notre équipement a revêtu le miroir principal. Nous souhaitons à l’équipe de Yale de réussir dans ses recherches passionnantes. »
Fig. 3 : Équipement de revêtement de miroir Dynavac pour le Lowell Discovery Telescope
À propos de Dynavac Dynavac est un leader dans la conception et la fabrication de systèmes à vide poussé pour le dépôt de couches minces, la simulation spatiale et les applications spécialisées. Forte de près de 40 ans d’expérience, l’entreprise est reconnue dans l’ensemble du secteur pour son expertise en technologie du vide poussé, en conception de machines et en technologie des procédés. Son expertise en ingénierie et sa fabrication basée aux États-Unis sont soutenues par d’importantes capacités d’installation sur site. Les clients de Dynavac opèrent dans une grande variété de secteurs à travers le monde. Visitez www.dynavac.com
À propos du département d’astronomie de Yale Le département mène un large éventail de recherches, notamment sur les exoplanètes, la cosmologie, l’astrophysique des hautes énergies, l’astronomie galactique et extragalactique, l’astrophysique solaire et stellaire, ainsi que la formation stellaire et le milieu interstellaire. Ces recherches sont soutenues par le développement continu d’une instrumentation de pointe, dont le spectrographe EXPRES est un exemple. Visitez https://astronomy.yale.edu/research pour en savoir plus.
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Crédits images : Figure 1 : NASA Figure 2 : Yale Exoplanet Laboratory Figure 3 : Dynavac
