La mission Laser Interferometer Space Antenna (LISA) est une mission spatiale visant à détecter les ondes gravitationnelles, qui sont de minuscules ondulations dans le tissu de l'espace-temps à partir de sources astronomiques. LISA se compose de 3 satellites, formant un interféromètre géant - avec une longueur de bras de 2,5 millions de km - en orbite autour du Soleil à environ 20◦ derrière la Terre. LISA ciblera les fréquences mHz et les systèmes binaires des trous noirs massifs.
Le succès du démonstrateur LISA Pathfinder en 2016 a ouvert la voie à la mission phare. La mission LISA a alors achevé la phase A (étude industrielle). LISA entre en phase B (production industrielle) en 2022 avec une adoption en 2024 et procède au lancement vers 2034 (nominalement), éventuellement plus tôt si la préparation technique est jugée satisfaisante.
APC contribue au champ d'application de la mission pour la physique fondamentale (tester la théorie de la relativité générale, inférer des paramètres cosmologiques, sonder l'univers primordial) et l'astrophysique (identification des canaux de formation et d'évolution des sources d'ondes gravitationnelles). L'équipe a d'importantes responsabilités dans deux domaines : l'informatique et l'instrumentation.
Distributed Data Processing Center
Le Distributed Data Processing Center (DDPC) est la plate-forme à partir de laquelle l'analyse quotidienne des données LISA sera effectuée pendant (et après) l'opération de la mission. L'équipe est l'un des principaux contributeurs à la conception de la Segment Sol Scientifique et de l'infrastructure du DDPC piloté par le CNES. L'environnement de développement commun et le prototype DDPC sont utilisés par le consortium LISA.
L'analyse des données LISA est une tâche difficile qui nécessite l'intégration de différentes méthodes d'extraction de signal et de réduction du bruit (par exemple, la suppression du bruit de fréquence laser). Les données LISA devraient être dominées par les signaux d'ondes gravitationnelles. Des milliers de sources présentes simultanément dans les données doivent être démêlées.
Assemblage, Intégration, Validation et Test
La contribution proposée par la France dans le cadre de l'Assemblage, Intégration, Validation et Essais (AIVT) s'articule autour de deux étapes cruciales :
- L'entière responsabilité des tests fonctionnels et de performance du cœur métrologique de l'instrument, nommé IDS (Interferometric Detection System) et comprenant le banc optique (avec ses différents éléments montés), le système d'acquisition du signal (phasemètre) et la source laser. L'IDS est une étape de développement précoce pour valider les modèles d'ingénierie puis de qualification des composants de l'instrument. Cette étape est cruciale pour valider globalement le concept de l'instrument et atteindre un niveau de validation qui ne peut être atteint avec un instrument entièrement intégré.
- La mise à disposition de bancs et de support pour les tests de performances métrologiques (optiques) de l'instrument entièrement intégré (appelé MOSA : Movable Sub-Assembly). Ces tests, poussés sur le modèle de qualification et plus limités sur les 6 modèles de vol (et 2 'spares'), visent à reproduire une partie des mesures de niveau IDS (afin de valider la 'bonne' intégration de l'instrument) ainsi que pour effectuer un ensemble d'étalonnages et de corrections d'alignement.
Avec l'appui technique et financier du CNES, le groupe LISA a mis en place les techniques et procédures qui permettront de valider sur le terrain les performances métrologiques de l'instrument aux niveaux IDS et MOSA.
Liens
- Site LISA : http://www.elisascience.org/
- Site LISAPathfinder : http://www.elisascience.org/articles/lisa-pathfinder/lpf-mission
- Site LISAFrance : http://elisadpc.in2p3.fr/lisafrance/
- eLISA white paper: «The Gravitational Universe»