CNRC-Herzberg Actualités
Le nouveau CNRC-Herzberg
Actualités et le Rapport E-Cass
Avec ce numéro, le CNRC-Herzberg Actualités change d’aspect
et son contenu fait peau neuve. L’idée derrière cette initiative est de mieux
renseigner la collectivité des astronomes canadiens sur ce qui se passe au
CNRC-Herzberg. Chaque numéro donnera un aperçu des grands secteurs d’activité
(voir plus bas) ainsi que des nouvelles de nature plus générale. Les rapports
plus ambitieux sur des projets précis feront l’objet d’articles distincts dans
le E-Cass.
On invite les commentaires des membres de la collectivité
sur l’efficacité avec laquelle le CNRC-Herzberg accomplit sa mission,
c’est-à-dire « assurer le fonctionnement et la gestion des observatoires
astronomiques mis sur pied ou exploités par le gouvernement du Canada » (Loi sur le Conseil national de recherches).
Radioastronomie
·
Soutien aux observatoires de
radioastronomie financés en tout ou en partie par le gouvernement canadien (ALMA,
TJCM, OFR) ainsi qu’aux Canadiens qui les utilisent.
·
Le Jansky Very Large Array (VLA) du Nouveau-Mexique, pour lequel le
Canada a mis au point un système de traitement numérique à la fine pointe de la
technologie à la base même du radiotélescope.
·
Regroupement de l’infrastructure
nationale (comité d’attribution du temps d’observation, comités variés au sein
de la collectivité, conseils de direction, techniques d’analyse des données,
planification, etc.)
Le groupe
de l’astronomie millimétrique (GAM) est responsable des observatoires
mm/sous-mm du Canada à l’étranger. Doug Johnstone, un des membres du groupe a
été prêté au TJCM, où il assumera les
fonctions de directeur associé de l’observatoire jusqu’en septembre 2014.
Russell Redman continue de développer les archives du TJCM au CCDA et s’est
joint au comité de gestion du spectre radioélectrique d’Industrie Canada, où il
représente la collectivité des astronomes canadiens.
En plus de
préparer l’ALMA Primer et d’organiser des ateliers ainsi que des séances
d’information en prévision de l’appel de propositions pour le programme Early
Science de l’ALMA, le GAM concourt à l’exploitation de ce radiotélescope par le
biais du North American ALMA Research Center. Ainsi, James Di Francesco était
l’astronome de service à l’installation chilienne de soutien des opérations
tout le mois de novembre. Il y a dispensé son aide à ceux qui effectuaient des
observations dans le cadre du programme Early Science. Brenda Matthews s’est
occupée de la simplification et du contrôle de qualité des données de l’ALMA
pour les utilisateurs. De leur côté, Gerald Schieven observe la création de scripts
(groupe de la phase II, P2G), alors que Doug et Gerald ont récemment offert
leur concours en tant que secrétaire technique et évaluateur lors de l’étude des
propositions du Cycle 1. Le GAM met sur pied des installations locales pour
la réduction des données de l’ALMA. Ceux qui aimeraient venir à Victoria pour
obtenir l’aide du groupe pour simplifier ou analyser leurs données de l’ALMA
peuvent prendre rendez-vous via le centre de soutien technique de l’ALMA (ALMA
Helpdesk).
Le Canada est bien représenté dans les projets des cycles de l’ALMA. En
effet, six projets comptent un chercheur principal (CP) canadien et
23 autres, des chercheurs associés (CA), ce qui représente 24 projets
uniques de l’ALMA.
Les projets des CP canadiens représentent près de 4 % du temps total
estimatif consacré aux projets les plus prioritaires. Si on y ajoute le temps destiné
aux projets des CA canadiens, on arrive à un peu plus de 18 % du temps d’observation
total.
À titre de comparaison, lors du Cycle 0, on comptait seulement 3 projets
pour les CP canadiens et 12 pour les CA. Le temps des CP correspondait donc
à un peu moins de 3,2 % du temps réservé aux projets les plus
prioritaires, ce qui, avec le temps dont disposaient les CA, représentait moins
de 10 % du temps d’observation total.
Technologie astronomique
·
Développement scientifique
puis production de technologies, d’instruments et d’installations d’observation
d’avant-garde.
·
Soutien aux observatoires
financés en tout ou en partie par le gouvernement du Canada.
Les travaux
sur les réflecteurs en composites, sur les réseaux alimentés en phase, sur les
amplificateurs à faible bruit et sur les systèmes de traitement des signaux
numériques du SKA progressent de manière soutenue.
Le CNRC s’efforce
de mettre sur pied des consortiums internationaux pour piloter les travaux sur
le traitement centralisé des signaux (corrélateurs et processeurs de signaux
non visuels), sur les réseaux alimentés en phase et sur les réflecteurs en
composites destinés à la phase antérieure à l’aménagement du SKA.
Nous
collaborons aussi à la fabrication d’amplificateurs cryogéniques à faible bruit
(LNA) pour les réseaux alimentés par pixel unique et avons remporté l’appel
d’offres en vue de la fabrication des LNA cryogéniques destinés au précurseur
MeerKat du SKA.
Réflecteurs en composites. La construction de l’antenne de
contrôle de 15 m (DVA-1, Dish Verification Antenna) conçue par le Conseil
national de recherches (CNRC)/ Observatoire fédéral de radioastrophysique (OFR)
et le Technology Development Program des États-Unis progresse bien après le
succès de la revue critique de définition (CRC) de juin 2012. L’analyse du
diagramme de faisceau à 10 GHz révèle une perte d’amplification inférieure
à 0,1 dB attribuable à la gravité, au vent et à la chaleur lors des
essais, signe que la DVA-1 sera très performante. Tony Willis a simulé des
observations sur un réseau d’antennes DVA-1 configurées pour capter une série
de signaux de 1100 à 1900 MHz de largeur de bande développée par Bill
Imbriale de JPL. Les simulations montrent clairement que les flux de données
qui produisent des diagrammes de rayonnement à faible asymétrie engendrent des
images de qualité supérieure. La fabrication des moules primaires et
secondaires est terminée. Les moules ont été reçus et alignés dans un bâtiment
loué, voisin de l’OFR. Le socle conçu et réalisé par Minex Corp. est pratiquement
achevé, les principales pièces ayant été fabriquées. Le projet DVA-1 est prêt
pour la captation des premiers signaux au cours du premier semestre de 2013.
Traitement des signaux numériques. Le bureau de la SKA Organization, qu’appuient
des organisations et des groupes du monde entier, est sur le point de finaliser
la structure de répartition du travail (SRT) et l’énoncé des travaux (ET) pour
la première phase des travaux de préparation au chantier du SKA. Une demande de
propositions pour les différents travaux devrait être lancée au début de 2013. En
vertu d’une entente de collaboration avec MacDonald Dettwiler & Associates
(MDA) de Vancouver (C.-B.), le CNRC/OFR projette de prendre en charge les
travaux de la phase un sur le processeur de signaux central (CSP). Le plan de
la proposition qui a été échafaudé a reçu un accueil favorable à la
téléconférence de démarrage qui a eu lieu les 5 et 6 septembre 2012. À
cette occasion, plusieurs autres dirigeants potentiels de consortium CSP ont
décidé de se joindre au consortium canadien. Récemment, on s’est surtout
attaché à étoffer le SRT/ET du bureau du SKA afin qu’on dispose d’une
proposition aisément transformable en entente, avec des intrants, des
activités, des liens et des produits livrables bien définis. On a combiné une
version préliminaire de la SRT à une expression d’intérêt (EI) et à un
calendrier d’exécution préliminaire de la phase un avant de l’envoyer aux
membres potentiels du consortium.
Développement du récepteur CMOS à faible
bruit. Les chercheurs de l’Université de Calgary poursuivent
leur travail sur un récepteur totalement intégré pour le SKA et sur un
convertisseur analogique-numérique (CAN) à large bande consommant peu d’énergie.
La partie RF d’un seul récepteur à circuit intégré pour l’échantillonnage
direct avec la technologie CMOS 65 nm de TSMC est présentement à l’essai.
Les tests révèlent une amplification de 70 dB sur la gamme de fréquences
théorique de 0,7 à 1,4 GHz, avec perte de moins de 8 dB par réflexion
à l’entrée. On continue de quantifier les parasites, mais la puissante amplification
du circuit soulève des difficultés qu’on tente de résoudre sur le plan des
mesures. De nouveaux CAN 4-b Flash de 10 GS/s ont été créés pour la
technologie CMOS 65 nm de TSMC et livrés à l’Université de Calgary au
début de septembre. Les essais initiaux à basse fréquence indiquent que le
calibrage automatique du circuit fonctionne, ce qui accroît le nombre de bits effectifs
(ENOB) de 2,2 à 3,9, pour une consommation d’environ 50 mW à 5 GS/s. On
procède à des essais méticuleux pour vérifier tous les aspects du
fonctionnement du CAN. Parallèlement, les tests temporels des CAN pour la
technologie CMOS 65 nm de TSMC se poursuivent. Le CAN temporel, qui
comprend deux éléments séparés par des câbles, fonctionne à 5 GS/s et peut
servir à la fois de CAN et de système de transfert des données. Les formes d’onde
temporelles présentent des anomalies à certaines fréquences d’entrée, si bien
que le nombre de bits effectifs (ENOB) passe d’environ trois à près de deux à
ces fréquences. On pense que le problème résulte de la forte intensité du
signal d’entrée. Ces anomalies font actuellement l’objet d’une étude
approfondie.
Réseaux alimentés en phase. Des progrès appréciables ont été
réalisés dans le développement de l’AFAD (Advanced
Focal Array Demonstrator), un élément Vivaldi de l’épaisseur d’un prototype
ayant été développé avec la collaboration de Christophe Craeye et de Rémi
Sarkis, de l’Université catholique de Louvain, en Belgique. Ces éléments
autonomes engendrent peu de pertes et sont assez volumineux pour abriter un
amplificateur à faible bruit (AFB) près du point d’alimentation de l’antenne,
ce qui réduira les pertes au niveau du câble d’alimentation (sur la figure, un
câble coaxial relie le point d’alimentation au connecteur de sortie lors des
essais). Craeye et ses collaborateurs ont procédé à une simulation complète de
l’onde EM avec un réseau de 71 éléments en utilisant cet élément Vivaldi,
et les données recueillies serviront à créer un réseau d’accouplement AFB. Les
résultats ont récemment été présentés au congrès international sur
l’électromagnétisme dans les applications évoluées de 2012 qui s’est tenu au
Cap, en Afrique du Sud. Chaque sortie AFB de l’AFAD est branchée à un module de
réception qui amplifie, filtre et numérise le signal. Un CAN à haute vitesse
procède à un échantillonnage direct à la fréquence du signal (de 0,7 à 1,5 GHz).
Figure 1. Moule et socle du DVA-1 près de
l’OFR en vue des essais d’intégration chez Minex.
Instrument
scientifique SPIRou au TCFH
Le CNRC participe au développement du
spectropolarimètre dans le proche infrarouge SPIRou avec l’Université de
Montréal, l’Université Laval, l’IRAP Toulouse, l’IPAG Grenoble, l’OHP
Marseille, l’Université de Genève et l’ASIAA. Le SPIRou est un spectropolarimètre dans le
proche infrarouge dont on se servira pour mesurer avec précision la vitesse
radiale des exoplanètes gravitant autour des naines de type M. La
contribution du CNRC se situe au niveau de la conception du sous-système
cryogénique du spectrographe.
Une revue de définition préliminaire (PDR) s’est déroulée
du 17 au 19 octobre aux locaux du TCFH, à Waimea, et le jury
d’examinateurs indépendants a confirmé sans réserve le grand potentiel
scientifique de l’équipe du SPIRou et du concept avancé. Les membres du jury
ont formulé de bonnes recommandations en vue de l’achèvement de l’instrument et
l’équipe s’est attelée aux plans définitifs, qui aboutiront à la construction
du SPIRou puis à son inauguration en 2016.
Figure 2. Schéma du futur spectrographe SPIRou
Astronomie optique
·
Soutien aux observatoires
optiques financés en tout ou en partie par le gouvernement du Canada (Gemini, TCFH,
OFA) ainsi qu’aux Canadiens qui les utilisent.
·
Activités en astronomie
spatiale selon les accords passés avec l’ASC (à savoir, TJWS, ASTROSAT, archivage
des données, etc.).
·
Regroupement de
l’infrastructure nationale (comité d’attribution du temps d’observation, divers
comités de la collectivité, conseils de direction, techniques d’analyse des
données, planification, etc.).
·
Gestion des données pour les
observatoires.
·
Vulgarisation.
CCDA
Le
collectif CANFAR (Canadian Advanced Network for Astronomical Research)
sollicite et gère les ressources de traitement et de stockage des données que
lui attribue Calcul Canada. Le CCDA est le noyau technique de CANFAR et
exploite les services qui permettent aux astronomes d’accéder à ces ressources.
L’an dernier, le CCDA a expédié globalement 1,2 pétaoctets (132 millions
de fichiers) à ses utilisateurs, soit l’équivalent de 1,7 million d’images
Megacam! Les données transmises correspondent à la diffusion de
528 téraoctets (117 millions de fichiers) de CANFAR User Storage
(VOSpace) et de 631 téraoctets (15 millions de fichiers) des archives
du CCDA.
CANFAR et
le CCDA œuvrent en tandem pour que les astronomes disposent de capacités de
traitement en nuage. Au cours des 12 derniers mois, les utilisateurs ont
effectué 154 000 tâches qui ont exigé plus d’un million d’heures-cœur
de processeur.
Centre de l’Univers
Lors de la
Semaine nationale des sciences et de la technologie, Eric Chisholm (gestionnaire
du Centre de l’Univers [CU], notre facilité d’interprétation) et son équipe ont
une fois encore endossé le rôle principal aux niveaux national et régional dans
diverses activités de vulgarisation visant à créer un emballement pour la
science chez les jeunes. Ils ont ainsi forgé des partenariats très variés qui leur
ont permis d’exploiter leur expérience dans la présentation de l’astronomie au
public, comme le prévoient nos plans d’action à long terme pour la collectivité.
Un point
saillant du trimestre a été la tentative d’établir un record Guinness de la
plus grande leçon de sciences appliquées au monde : http://www.science.gc.ca/default.asp?lang=Fr&n=1B3F6F0C-1
Ce projet
national, piloté par l’équipe de science.gc.ca, s’appuyait sur deux expériences
scientifiques très simples explorant l’impact d’une modification de la pression
atmosphérique. Le CU a joué un rôle déterminant dans la planification comme
dans l’exécution de l’essai. Le jour J (le vendredi 12 octobre), environ
15 000 Canadiens à 135 endroits se sont efforcés d’enregistrer
leur participation simultanément un peu partout au pays. Les employés du CU au H.R.
MacMillan Space Centre et à Science World, à Vancouver, ont facilité la
participation d’environ 700 étudiants et enseignants enthousiastes de la
région. L’astronaute canadien Jeremy Hansen, invité par les employés du CU, a
captivé l’imagination des étudiants pendant et après la tentative avec deux
exposés qui s’inséraient dans le programme d’études.
Le
personnel du CU a contribué aux préparatifs de cette tentative visant à établir
un record de plusieurs façons importantes. Il a notamment créé les bandes
vidéos promotionnelles (voir les liens ci-dessous), a tracé le plan de cours employé
partout au pays et a servi de point de contact principal pour les participants
du Canada. La science à la base des expériences avait reçu la sanction
officielle de nos collègues de CNRC Aérospatiale, qui ont vérifié l’exactitude
du plan de cours. Il faudra du temps au personnel de Guinness pour arriver au
compte final, mais tous ceux qui ont participé au projet savent que leurs
efforts ont concouru à quelque chose de vraiment spécial. L’expérience trace la
voie aux futurs efforts visant à faire participer massivement les étudiants aux
expériences scientifiques.
Répartition
des participants (carte)
Bandes
vidéo de promotion et d’instructions Guinness
http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=mtBJohwHVqshttp://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=zB-eTTZ1OxMhttp://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=GvuK3P6mG1o
Lancement de la SNST dans l’Ouest canadien. Tôt samedi matin, Eric Chisholm et
les vice-présidents de Genome BC et de Science World ont donné le coup d’envoi
à la SNST dans l’ouest du pays, marquant le début de deux journées d’entrée
gratuite à Science World. L’évènement, diffusé en continu, a permis de relier Science
World au Musée canadien des sciences et de la technologie pour une cérémonie durant
laquelle deux gâteaux ont été simultanément coupés et qui s’est clôturée par
une démonstration explosive d’un océan à l’autre! Les employés du CU ont occupé
le devant de la scène à quatre reprises pendant deux jours avec des
démonstrations amusantes illustrant comment fabriquer une comète et mettant en
relief l’univers infrarouge. Leur kiosque de deux tables s’est mêlé à ceux
d’une douzaine d’autres groupes de vulgarisation et a attiré des milliers de
visiteurs au cours de ces deux journées pluvieuses. Jeremy Hansen a donné deux
exposés devant une salle comble de plusieurs centaines de jeunes enthousiastes
de la localité. Dans ce chaos, il est difficile de dire exactement combien de gens
ont été rejoints, mais au dernier compte, le nombre de curieux venus samedi et
dimanche dépassait 14 000, avec à peine trois heures avant la fin de
l’évènement! Ce qui revient à dire qu’entre la tentative du record Guinness et
les journées portes ouvertes, quelque 30 000 personnes ont été sensibilisées.
L’art inspiré par la science. Dans la foulée de l’exposition très
courue Science Inspired Art qui s’était déroulée au congrès de l’AAAS tenu à
Vancouver, en février 2012, le CU a pris des dispositions pour que les œuvres
soient exposées tout l’été dans le vestibule de Science World. Les pièces ont
été soigneusement installées pour former un ensemble captivant et des milliers
ont pu les admirer depuis le début de juin. La dernière œuvre a été retirée à
la fin de la SNST, ce qui concluait la deuxième exposition très réussie du CU,
réalisée hors site, dans un musée du Vancouver métropolitain.
Contributions d’Eric Chisholm, Severin Gaudet, Jim
Hesser, David Loop, David Schade et Gerald Schieven