Imageur de Fresnel - Fresnel imager

Un imageur de Fresnel est une conception ultra-légère proposée pour un télescope spatial qui utilise un réseau de Fresnel comme optique principale au lieu d'une lentille typique. Il focalise la lumière avec une fine feuille opaque perforée avec des trous de forme spéciale, focalisant ainsi la lumière sur un certain point en utilisant le phénomène de diffraction . Ces feuilles à motifs, appelées plaques de zone de Fresnel , ont longtemps été utilisées pour focaliser les faisceaux laser, mais n'ont jusqu'à présent pas été utilisées pour l'astronomie. Aucun matériau optique n'est impliqué dans le processus de focalisation comme dans les télescopes traditionnels . Au contraire, la lumière collectée par le réseau de Fresnel est concentrée sur des optiques classiques plus petites (par exemple 1/20 de la taille du réseau), pour former une image finale.

Les longues distances focales de l'imageur de Fresnel (quelques kilomètres) nécessitent un fonctionnement en formation à deux vaisseaux volant dans l'espace au point lagrangien L2 Soleil-Terre . Dans cet instrument de vol en formation à deux engins spatiaux, un vaisseau spatial contient l'élément de focalisation: le réseau interférométrique de Fresnel; l'autre vaisseau spatial contient l'optique de terrain, l'instrumentation focale et les détecteurs.

Avantages

  • Un imageur de Fresnel avec une feuille d'une taille donnée a une vision aussi nette qu'un télescope traditionnel avec un miroir de la même taille, bien qu'il recueille environ 10% de la lumière.
  • L'utilisation du vide pour les sous-ouvertures individuelles élimine les défauts de phase et les limitations spectrales, qui résulteraient de l'utilisation d'un matériau transparent ou réfléchissant.
  • Il peut observer dans l'ultraviolet et l'infrarouge, en plus de la lumière visible.
  • Il permet d'obtenir des images de contraste élevé, permettant l'observation d'un objet très pâle à proximité immédiate d'un objet lumineux.
  • Comme il est construit en utilisant une feuille au lieu de miroirs, il devrait être plus léger, et donc moins coûteux à lancer, qu'un télescope traditionnel.
  • Un imageur de Fresnel de 30 mètres serait assez puissant pour voir des planètes de la taille de la Terre à moins de 30 années-lumière de la Terre et mesurer le spectre lumineux des planètes pour rechercher des signes de vie, tels que l'oxygène atmosphérique. L'imageur de Fresnel pourrait également mesurer les propriétés de très jeunes galaxies dans l'univers lointain et prendre des images détaillées d'objets dans le système solaire .

Développement

Le concept a été testé avec succès dans le visible et attend d'être testé dans les UV . Un groupe d'intérêt international est en cours de constitution, avec des spécialistes des différents cas scientifiques. Une proposition de mission 2025-2030 a été soumise à l' appel de l' ESA Cosmic Vision . En 2008, Laurent Koechlin de l' Observatoire Midi-Pyrénées à Toulouse, France, et son équipe ont prévu de construire un petit télescope imageur Fresnel au sol en attachant une feuille à motifs de 20 centimètres à une monture de télescope.

Koechlin et son équipe ont achevé le prototype au sol en 2012. Il utilise un morceau de feuille de cuivre carré de 20 cm avec 696 anneaux concentriques comme plaque de zone. Sa distance focale est de 18 mètres. Ils ont pu résoudre les lunes de Mars à partir de la planète mère avec elle.

Voir également

Les références

Lectures complémentaires