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Observatoire Astronomique Marseille-Provence

Atelier de Prospective :
Exploitation des Systèmes d'Observation


Préambule
Dans le cadre de la préparation du prochain plan quadriennal (2004-2007) et du rénouvellement des unités composant l'OAMP, un excercice de prospective interne à l'OAMP à eu lieu en 2002. Un des ateliers organisés a traité des questions relatives aux "Systèmes d'Observation," impliquant en particulier l'OHP et son futur. Dans le but d'une large diffusion du résultat de nos réfléxions, voici le texte du compte-rendu de cet atelier. Les parties du texte concernant l'OHP sont en bleu.

Introduction

L'OAMP a besoin de définir ses priorités scientifiques pour les années à venir sur les moyens d'observation (sol, espace) à soutenir ou à développer ainsi que sur ceux auxquels on compte participer. Les implications en ressources humaines (chercheurs, ingénieurs et techniciens) sont fortes.
L'intégration de l'OHP dans la prospective de l'OAMP doit se faire en définissant clairement les moyens d'observation (existants ou à développer) nécessaires pour les programmes des chercheurs de l'institut, ainsi que le soutien que l'OAMP peut (ou ne peut pas) apporter à la poursuite ou au développement de ces moyens.

Préparation à l'Observatoire Virtuel (OV)

Ce projet de taille internationale vise à interconnecter de façon transparente toutes les grandes bases de données astronomiques (principalement les très grands surveys sol+espace) afin d'extraire facilement toutes les données existantes concernant un objet (ou zone) particulièr(e) du ciel ou rechercher systématiquement tous les objets possédant des caractéristiques particulières ou spéciales (on parle alors "d'exploiter les mines" de données). L'OV nécessite essentiellement des développements coordonnés en logiciels car il fédèrera des bases existantes maintenues par les producteurs.
Sont directement concernées à l'horizon de 10 ans toutes les équipes produisant ou qui produiront des données primaires couvrant une grande partie du ciel. L'OV est incontournable à terme. Les bénéficiaires de l'OV seront non seulement les astronomes de la communauté mondiale mais aussi le public (enseignants, étudiants, amateurs). Il y a déjà à l'OAMP des utilisateurs déclarés du projet précurseur AstroVirTel.
L'ensemble des données SOPHIE/ELODIE/HARPS/COROT et leurs relations avec la recherche d'exoplanètes sont un exemple de base multi longueur d'onde qui préfigure l'OV. D'autres ensembles de données (LASCO, VIRMOS, GALEX, OSIRIS) sont également concernés. Des contacts devront être établis avec F.Genova (CDS) sur la question de l'interopérabilité entre les différentes bases et avec P.Queen (ESO) sur la question des futurs réseaux interobservatoires.
Il est urgent d'identifier la personne à l'OAMP pouvant assurer le rôle de coordinateur avec les organisateurs du pôle européen de l'OV et de constituer rapidement au sein de l'institut un groupe de compétences en traitement de données.

Missions spatiales à participation OSU

L'OAMP vient d'afficher une priorité pour des tâches de service sur HERSCHEL pour participer à l'instrument control center (ICC) de la mission spatiale HERSCHEL. Ceci implique un poste CNAP et des CDD CNES et du travail ITA. Sur COROT l'équipe marseillaise s'implique dans une participation dans le centre de contrôle et l'opération des pipelines et centre de données exoplanètes de COROT. Cela nécessitera des personnels pour les opérations de cette mission. Le satellite d'astronomie UV(135-280 nm) GALEX doit être lancé début 2003. Ce projet est piloté par Caltech mais implique une dizaine de chercheurs du LAM plus un ou deux CDD. Un programme d'accompagnement au sol pour observer toutes les cibles GALEX apparaît indispensable, et semble bien ciblé pour le spectrographe CARELEC du 1m93 OHP.
Dans les deux premiers cas c'est en dehors de l'implication purement scientifique et implique une politique de participation de l'OAMP dans l'opération et l'exploitation des systèmes d'observation spatiale de type "observatoire" pour la communauté scientifique française.
Ici encore on souhaite la création d'un service OAMP de traitement de données pour assurer la pérennité des compétences. Il s'agit d'un projet fédérateur pour lequel il faut recenser les forces existantes et préparer un plan de recrutement.

Observatoires Internationaux au sol

Nombre de chercheurs de l'OAMP poursuivent des programmes d'observation en utilisant le temps ouvert des observatoires tels que l'ESO (Paranal et La Silla), IRAM, etc. L'effort autour de ces programmes nécessite des moyens informatiques modestes (et leur jouvence) et l'installation (et la mise à niveau) des logiciels de dépouillement général. Bien que ceci relève de la politique interne des laboratoires, on tient à souligner le cas des chercheurs isolés (non-intégrés à des équipes disposant des moyens humains propres) qui ne bénéficient pas actuellement d'aide informatique.

Observatoire de Haute-Provence

Télescope de 1m93

Le projet SOPHIE

Ce spectrographe échelle dont le financement INSU en 2002 a été accordé doit remplacer ELODIE à terme avec des performances bien meilleures en efficacité et certainement en précision des vitesses radiales. Cet instrument doit satisfaire les besoins de plusieurs groupes de chercheurs, tant à l'OAMP qu'à l'extérieur: exoplanètes, atmosphères stellaires (activité, pulsations, abondances, etc.), asterosismologie. Le projet doit aboutir à un instrument utilisable dans 3-4 ans. Il demandera un soutien continu financier et humain dans la phase de développement ainsi que pendant sa phase d'exploitation (environ 10 ans). C'est donc un investissement pour une dizaine d'années. Il nous faudrait un jeune scientifique directement impliqué dans le projet (conception mais surtout mise en service et exploitation).

Jouvence de CARELEC

Le spectrographe CARELEC, utilisé par la communauté française, y compris par les chercheurs de l'OAMP, a été doté d'un CCD plus grand et de meilleure qualité permettant une plus grande couverture spectrale -à une résolution donnée- et une meilleure sensibilité. Hélas, cette opération n'a pas pu être menée à terme du coté informatique. Le temps de lecture du CCD est beaucoup trop long (4 minutes) et les ordinateurs utilisés pour l'acquisition et le pilotage trop anciens (HP A900 + Camac) et coûteux en maintenance.
Les chercheurs de l'OAMP travaillant dans le domaine extra-galactique déplorent cette situation et s'inquiètent de l'avenir réservé à l'OHP aux observations spectroscopiques à fente longue avec CARELEC, qui est un instrument unique dans son genre. En particulier, le programme d'accompagnement sol de l'expérience GALEX évoqué plus haut dans le cadre d'une approche multi-longueur d'onde aura besoin de cet instrument.
Une jouvence apparaît donc indispensable. On pourrait dans un premier temps remplacer le contrôleur existant par un de chez San Diego (le même utilisé pour Sophie), et revoir le logiciel d'acquisition. Pour le pilotage du spectrographe il faudrait soit refaire complètement l'électronique soit interfacer le Camac avec un PC. Pour mener à bien cette jouvence il faudrait un électronicien mais il manque surtout un informaticien. Le Programme National Galaxies est prêt à accueillir une demande financière d'aide pour cette jouvence.

Futur spectro-imageur Cassegrain longue fente/astres faibles

CARELEC a été conçu il y a plus de vingt ans; il a été mis en service en 1985; il est possible de faire beaucoup mieux, mais un nouvel instrument ne pourrait en aucun cas être mis en service avant cinq ans; il est donc nécessaire de remettre CARELEC à niveau. Son remplacement doit être étudié dès maintenant. Il convient donc de discuter au niveau de la communauté française et au sein de l'OAMP de son remplacement par un instrument plus efficace pouvant également faire de l'imagerie. Si l'on doit préparer la relève c'est maintenant qu'il faut en discuter.

Maintenir l'environnement d'observation

L'utilisation de deux spectrographes au foyer Cassegrain implique un changement d'instrument avec des contraintes techniques et opérationnelles. Il serait judicieux d'étudier une nouvelle bonnette pouvant accueillir à la fois la tête de fibre SOPHIE et le spectro CARELEC ou son remplaçant. Ceci simplifierait les opérations de maintenance et permettrait un basculement rapide entre les deux spectrographes, par exemple pour effectuer des observations ponctuelles d'astres faibles et variables (Supernovae, etc.)
Le 193 va par ailleurs faire l'objet d'une analyse, non seulement pour alléger les contraintes opérationnelles, mais aussi pour voir comment l'on pourrait garantir la fiabilité du fonctionnement de l'ensemble au cours de la décennie à venir.

Télescope de 1m52

Ce télescope est équipé actuellement du spectrographe haute-résolution AURELIE dont le détecteur a été remplacé par un CCD ayant d'excellentes performances, ce qui permet d'obtenir des spectres à plus haut rapport signal sur bruit. Le système d'acquisition et de guidage va faire l'objet d'une jouvence ce qui devrait permettre l'observation d'objets plus faibles. On tient à signaler le fort potentiel de ce télescope dans les opérations de Recherche et Développement. La salle d'observation coudé est très spacieuse et permet l'installation d'expériences lourdes et/ou encombrantes (optique adaptative, SCIDAR, etc.). Elle permet aussi la poursuite des travaux sur Emilie (technique AAA) en parallèle avec les observations AURELIE.

L'avenir de l'observation à l'OHP

Les télescopes robotisés

Le projet de télescope de 1.5m robotisé Arago, dont l'installation est prévue à l'OHP avec une mise en service en 2005, est motivé par au moins deux buts scientifiques : la recherche de contreparties optiques des sursauts gamma et la recherche d'occultations d'étoiles par des exoplanètes. Arago permettra l'ouverture de la fenêtre "temporelle," (le ciel variable) et devrait déboucher sur toute une série de nouvelles recherches basées sur une photométrie différentielle de précision à grand champ s'étendant sur des longues intervalles de temps. La participation des équipes scientifiques et techniques de l'OAMP à ce projet est indispensable.
On doit aussi poursuivre le développement à l'OHP des techniques d'observation robotisées (ou des techniques d'observation à distance) au delà de la phase "technologique" ouverte avec Arago. Un autre télescope robotique de la classe 1.5-2m de nouvelle génération à St.Michel dans un futur plus lointain pourrait être dédié à d'autres programmes scientifiques, tels que la spectroscopie, par exemple, et pourrait être aussi utilisé pour des programmes pédagogiques (entre autres : formation des étudiants en Licence, Master et Thèse des universités marseillaises).

Observations de service

Un certain nombre d'observations faites à l'OHP sont exécutées en mode "service," c'est à dire que le demandeur de temps ne vient pas à l'OHP, mais reçoit l'assurance que son programme sera accompli par un technicien de nuit expérimenté dans des conditions spécifiées à l'avance. C'est le mode utilisé pour l'imagerie au 1m20, pour des observations avec AURELIE au 1m52 et dans certains cas avec ELODIE au 1m93 (quoique confiées normalement à un astronome en mission). La présence du demandeur n'est donc pas indispensable mais il est averti dès que les observations ont été faites pour qu'il(elle) puisse vérifier lui(elle)-même la qualité des données. Souvent l'astronome téléphone en début de nuit pour donner des consignes puis contrôle à distance la qualité des résultats. Ce type d'observation permet une plus grande souplesse dans la programmation des télescopes car il évite des déplacements. Par contre ce mode a des contraintes fortes sur le niveau technique du technicien de nuit responsable --ce qui va poser des problème lors du départ à la retraite des techniciens les plus expérimentés.

Instrumentation d'équipe

Certains astronomes poursuivent des programmes de recherche nécessitant une instrumentation spéciale, non disponible à l'OHP (Survey GHASP, photomètre rapide, etc.). Il faut prévoir dans l'avenir le maintien de cette possibilité, malgré les contraintes techniques et opérationnelles que cela implique (changement d'instrument par l'équipe de jour, équipes de soutien en mécanique, électronique et informatique). Toute solution envisagée pour la bonnette du 1m93 doit permettre l'installation d'instruments de type visiteur.

OPTICON

En ce qui concerne l'OHP ce programme européen devrait servir à coordonner l'interopérabilité des télescopes existants de la classe 2-4m. Jean-Pierre Sivan a déjà participé à plusieurs réunions d'Opticon. Dans un premier temps on pourrait ouvrir une petite fraction des télescopes de l'OHP équipés d'instruments performants aux astronomes européens qui n'en possèdent pas sur leur sol (Europe de l'est). Pour cela une aide financière européenne devrait être demandée. Il faudra veiller à la mise à niveaux des systèmes offerts aux visiteurs étrangers et au niveau de l'aide offerte (introduction au maniement des instruments, aide pendant les observations).
Dans un deuxième temps certains télescopes de l'OHP (surtout les petits) pourraient être aussi utilisés pour des activités d'éducation dans un cadre européen (stages DEA). Dans ces deux cas l'accueil des observateurs étrangers implique un soutien local surtout en techniciens de nuit, car leur nombre réduit ne permet pas actuellement la programmation de toutes les demandes (surtout sur les petits télescopes).

Recommandations principales

Rédaction : S.A.Ilovaisky (mise à jour : le 22 octobre 2002)
Ont participé à cet atelier le 27 septembre : Ph. Amram, M. Blanc, M. Boër, A. Bosma, A. Boselli, G. Comte, M. Dennefeld, J.Donas, S.Ilovaisky, R. Malina, B. Milliard, C. Moutou, J.-P. Sivan, M. Véron-Cetty, Ph. Véron.