Découvert il y a plus de 100 ans, les rayons cosmiques sont des particules chargées venant du cosmos et qui rencontre l'atmosphère de la Terre tous les jours. Fait encore inexpliqué, il en existe pouvant porter une énergie macroscopique de 1020 eV, appelées Rayons Cosmiques de Ultra-Haute Energie: ce sont les particules les plus énergétiques connues dans l'Univers. Ces dernières gardent le secret des sources cachées derrières les rayons cosmiques et du mécanisme inconnu qui les accélère.
Le projet EUSO a pour but de les étudier et de percer leur mystère. Pour palier à leur rareté (une particule par km2 par sciècle), un télescope spatial à grand champ de vue est à l'étude afin d’observer la fluorescence des gerbes atmosphériques créées par ces particules. EUSO-Ballon en est le démonstrateur principal. Embarqué en ballon stratosphérique du CNES, son premier vol de démonstration du 24 août 2014 a été un franc succès. Il a permis de tester la nouvelle technologie mise en œuvre, de démontrer le principe de l'expérience mais aussi de mesurer le bruit de fond afin de mieux dimensionner le futur télescope spatial. Cela a été possible par la reconstruction de l’attitude de l’instrument menée à l’IRAP.
Une caractérisation précise de chaque sous-système était aussi indispensable à l'exploitation de ces données. Le système optique innovant, composé de deux grandes lentilles de Fresnel, a été intégré et testé à l'IRAP. Les performances de l’optique, efficacité et spot focal, ont été mesurées et se sont révélées étonnamment différentes des prédictions des modèles numériques.
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A century ago were discovered the cosmic rays: there are charged particles coming from space to Earth's atmosphere everyday. Some of them, the Ultra-High Energy Cosmic Rays, have unexplained macroscopic energy of 1020 eV. They are the most energetic particles known in the Universe and are the key to the discovery of the unknown physics of their sources.
The EUSO project attempts to study these very rare particles (one particle per km2 per century) using a large field of view space telescope in order to observe fluorescence light from atmospheric air shower created by these particles. As pathfinder for this mission, EUSO-Ballon has been conceived and has successfully flown the 24th of august 2014. During this stratospheric balloon flight at an altitude of 39km, the pathfinder validated the principle of the experiment, the new technology onboard and measured the background light to a better design of the space telescope.These results have been made possible by the restitution of the gondola attitude carried out at IRAP.
A precise understanding of each sub-system was needed to analyze the flight data. The optical system, integrated and tested at IRAP, was composed of two unique large Fresnel lenses. The optics performance, i.e. the efficiency and point spread function, came as something of a surprise, since none of the numerical models had predicted the observed behavior.
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