la renovation du telescope a commencer en juillet 2015, avec les études de faisabilité et les demandes e devis pour le remplacement du M2. Pour mémoire, suite aux 3 études faites par Claude Le men pour améliorer les caractéristes spectropolarimétriques du telescope, et en particulier le document 3 qui propose des solutions techniques pour atteindre les specs posées par les document 1, nous avons attaqué le probleme en ordre descendant, en suivant le parcours photonique du telescope, soit de l'entrée de la lumière dans le telescope vers l'élement final, les recepteurs à la sortie du Spectro.
M2
schema optique
schema mecanique
photo
LE M2 a du du être changer pour correspondre au nouveau shema optique, qui descend le foyer F1 de 3773-3488=285 mm, sans toucher au M1 mais nous n'avons pu échapper à un nouveau M2. LE telescope optique (M1-M2) est un Richtey Chretien, ce qui fait que le M2 est un miroir parabolqiue convexe. Autre particularité d'un telescope solaire, comme le M2 recoit la totalité du flux reflechi par le M1, soit environ 700W, il est refroidi sous la peau, son épaisseur de silice est donc très fine pour permettre l'évacuation des calories. Sa forme, et sa souplesse complique le polissage le substrat flechissant sous la pression du polissoir. Nous nous somme donc dirigé vers la société Winlight qui a le savoir-faire pour controler en temps reel la forme donnée par son robot de polissage. Le Coating du M2 est un argent protégé large bande. Élement favorable, lors de la construction du telescope en 1990, le LAM avait fourni 2 mirois M2, et nous avons pu faire repolir le miroir de spare, economisant ainsi le temps et le cout de la fabrication d'un nouveau blank.
Le montage du nouveau M2 a été l'occasion de fouiller dans nos souvenirs : pour changer le M2 il faut ouvrir le tube sous vide qui contient le telescope et cette opération návait pas été menée depuis… 20 ans. Nous avons eu, pour l'occasion, l'appui de Patrick Laurent, qui était le chef mécanicien on-site durant la construction du telescope en 1995. Aide preciuse et indispensable car cette opération, compliquée et dangeureuse avait besoin de son expertise. pour la petite histoire, par chance, nous avons éviter un démontage complet du tube mais seulement de la lame d'entrée grace à la souplesse de notre ingénieur opticien qui a pu se glisser dans le tube à travers l'ouverture de l'araignée du M2…
REGLAGE une fois le M2 monté et placé au bon tirage grace au barres d'invar qui tiennent l'araignée du M2, il reste à faire le plus important : palcer le F1 à la cote XXXX et regler la colimation. Pour ce faire, nous avons fait appel aux grouped'observation de l'observatoire de Calern qui, par la personne de Erick Bondoux, nous a aider à faire la collimation M1-M2 (PHOTOS).
SPECS –> resultats
M3
schema optique
schema mecanique
photo
Dans notre nouveau schema optique, LE M3 est avancé de 6448-5846=602mm rendant impossible l'usage de l'ancienne monture mécanique. De meme, le miroir est nettement plus ptit. Nous avons pour ce projet de renovation, recu l'appui de la Division Technique de l'INSU, Acteur historique sur THEMIS car constructeur du telescope. La DT-INSU a entre autre, fait l'étude de la mécanique de portage du nouveau M3, er recourrant à des outils de simulations numériques pour tenir les specs de stabilité mécanique du miroir. EN effet, le mirroir est porté au bout d'un tube, le porte-à faux est donc important et le telescope bouge ! le tube optque est presque horizontal le matin (tipiquement, les images du matin sont bonnes pour une hauteur de l'élevation de 15° et vers midi, le telescope pointe l'astre du jour quansiment au zénit, soit une élévation max de 85°), ce qui entraine de la flexion sur la mécanique de portage. Aprés quelques réunions de projet, nous avons approuvé le design mécanique proposé par Guillaume et la réalisation de la mécanique a pu commencé dans les ateliers de la DT-INSU.
concernant le miroir lui-meme, pour le M3 comme pour les M4 et M5, nous nous sommes naturellement tourné vers l'atelier de polissage optique de précision de l'OCA (David Vernet@Roquevignon).
Le Coating du M3 est un argent protégé large bande, fait par schott Yverdon.
Le montage du M3 a été éffectué en deux temps : un premier montage à blanc avec un faux M3 en Aluminium pour vérifier que le montage mécanique et les réglages se passnt bien, puis le véritable M3, a été enfourné, fixé et réglé. (QUAND?) LE M3 est placé ensuite à sa cote théorique en X ???? Dans un premier temps on effectue surtout le reglage du faisceau de retour concentrique à l'axe optique, le reglage définitf en X étant fortement conditionné par les positions des optiques suivantes M4'S et M5's de meme que l'épaisseur optique réelle du Dérotateur de champs.
M4'S
schema optique
schema mecanique
courbe coating
photo
As said before, le point de la renovation du telescope, à part jouer à faire de l'astromie amateur à grande échelle avec les copains, est d'améliorer les performances spectropolarimétriques du telescope. Les deux miroirs M4 et M5, qui coudent le faisceau à 90° introduisent, à cause de la reflexion métallique, une forte perturbation de la polarisation. La solution au problème choisie par CLM a été d'utiliser deux reflexions de moindre incidence car lorsque le faisceau incidents a une incidence inférieure à 30°, la perturbation est minim, alors que, au dessus de 30°, il y a un saut brutal . Il est donc très avantageux d'avoir 2 reflexions près de l'axe plutot qu'une seule à 45° de l'axe. Pour ce faire, on replie donc le faisceau sur lui meme, comme dans une equerre optique. cf. schema. Le coating doit également être adapté, en particulier la couche de protection de l'argent, car un dépot optimisé pour une reflexion à incidence nulle ne fonctionnera pas de manière optimale à 45°. Ici, le choix de l'industriel a été dirigé par sacapacité a mesurer la courbe du dépot en Reflexion (ca, ils savent tous el faire) mais aussi les caractéristiques polarimétriques pour l'incidence de travail. Nous avons donc choisi Schott Yverdon.
concernant les miroirs, les blank ont été ébauchés chez OPA- Opticad et le polissage final fait par David.
La mecanique est aussi l'oeuvre de la DT-INSU, design, realisation, montage on-site. Le design du super mécanique est simple, avec un minimum de réglages, pour ne pas rajouter de la complication à la difficulté naturelle d'un réglage optique (stratégie payante au final). La réalisation du cadre suport a été partielement réalisé par l'atelier S2M de l'OCA, sous supervision de la DT INSU qui a ensuite finalisé le montage du cadre et des barrillets des miroirs en ses ateliers et réaliser le montage et réalisé les derniers petits détails sur le telescope. Une fois encore, on a réalisé les montages à blanc des barrillets avec des mulets sur le telescope avant de monter les vrais miroirs.
REGLAGE
Les reglages optiques des M4's ont consistés à :
Positionner les deux miroirs à leur positions mécanique théorique (moyen mécaniques, mesures, ajustements mécaniques) Amener le faisceau remontant du M3 centré sur le M4_1 et surtout, des le début centrer les centres des miroirs sur : L'axe optique X pour M4-1 (faisceau optique descendant) ; centrer le miroir M4_2 sur l'axe de site (axe de rotation de l'axe d'élévation). CE dernier réglage a eté effectué en placant une camera au regard du M4-2 et en faiseant tourner le telescope pour des valeurs d'élévation allant de 5° à 85° tous les 10° et en ajustant l'axe du trou central du miroir sur l'axe de rotation c.a.d. l'axe d'élévation. ensuite, on a placé une source articielle au foyer F1 pour matérialiser le faisceau optique et projeter le foyer F2' le long de l'axe d'élévation. on regle ici le faisceau provenant du M4_1 centré sur le M4_2 (orientation par le TPP) puis, cette fois-ci avec le TPP du M4_2, on centre le faisceau sur lui-meme en faisant tourner l'axe d elevation, premierement en projetant sur une feuille de papier, puis sur une camera.
Au final, le defaut résultant est incompressible : le trefoil obtenu est du au defaut mécanique des roulements à billes de l'axe d'elévation. defaut = 5“ (TBC)
Pour le reglage de l'axe de site, nous avont eu le plaisir de profiter du savoir faire de JP et David du groupe d'expertise observationnelle de l'observatoire international de Calern.
M5's
schema optique
schema mecanique
courbe coating
photo
Du fait du nouveau schéma optique, le diametre du faisceau sur les M5 est sensiblement plus petit que le faisceau d'origine (120mm contre 300mm), cequi nous a permi d'utiliser des miroirs plans du commerce, montés dans des montures du commerce.
Le support mécanique a été dessiné à la DT-INSU également et réalisé dans leurs ateliers, monté in-situ par eux-memes.
REGLAGE
On a commencé par placer les miroirs á leur position theorique et on s'en est assuré en mesurant leur position grace à un bras de mesure dri-dimensionel (DT-INSU). ensuite, il ne reste plus qu'à faire descendre le faisceau à sa cote theorique Y=810 et parfaitement vertical. TBC: pour ce faire, on avait, au prealable, c est a dire avant de demonter les M3, M4 et M5, reperer le point d'impact du faisceau laser dans un foyer intermédiaire du spectrographe. Le bras de levier etant tel (XX m), que , a pres reglage, si on retrouve la meme position, on a une erreur angulaire de quelques secondes. (pour ce faire, le derotateur, la lentille de champs, la fente du spectro, etc, ont été démontés pour laisser passer le faisceau).
Lentille de champs
Les connaisseurs auront noté que, dans l'ancienne configuration optque il y avait ici, entre le M5 et le derotateur, un petit telescope cassegrain qui assurait la convertion du faisceau de F/16 à F/60. Ce Petit telescope n'existe plus dans la nouvelle configuration et a été démonté, avant le remontage du M5.
La nouvelle lentille de champs a sert a ré-imager la pupille sur le Miroir déformable du banc d'optique adaptative. elle est placée très près du deuxieme foyer du telescope et assure également que limage de la pupille sur le DM aura le bon diametre.
EXIT WINDOWS
Conclusion up tu now
debrief management ?
Rappel sur les specs rappel sur le budget rappel sur le financement rappel sur les intervenants [Patrick Laurent, DT (Nicolas GEYSKENS, Guillaume Lorgeoux, Benoit, Aurelien Clémençon,tamatea )OCA (Aurelie Marcotto, Carole Gouvret, Yan Fantei, Jean-Pierre Rivet, David Vernet, Erick Bondoux, S2M, Paul Girard, Serge Bonhomme), CRAL, IPAG, IRAM(Arturo, Driss, Nicolas STRIEBIG); DR16 MOY1600 ()] rappel sur les fournisseurs notables (MECAN, winlight, OPA-Opticad, Trabert, ALPAO, MSO-Jena, Balzers, Optimask, Andor, Bernard Halle, etc…