Les trois miroirs principaux du télescope COLIBRI vus à travers le tunnel du foyer Nasmyth, à l’Observatoire de Haute-Provence

Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM)

MARSEILLE CEDEX 13

Les équipes de recherche du LAM conduisent des programmes dans les domaines de la cosmologie, de la formation et de l’évolution des galaxies, du milieu interstellaire, de la formation des systèmes stellaires et planétaires, du système solaire, et de l’instrumentation astronomique. Le LAM participe depuis 40 ans à de nombreuses expériences spatiales et aux grands programmes des observatoires au sol.

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Optique parabolique hors d’axe sur un harnais de déformation, produite par le laboratoire LAM pour l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Cet instrument vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant moins lumineuses que leurs étoiles, le coronographe bloque la…

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Optique parabolique hors d’axe produite par le LAM pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Coulage de la poix pour former l’outil qui servira à polir une des optiques de l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman. Chaque outil est unique et adapté à la courbure de son optique. Le coronographe vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant 1 million à 1 milliard de fois moins…

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Coulage de la poix de l’outil de polissage d’une optique pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Application d’oxyde de cérium sur un outil de polissage en poix. Le polissage permet d’obtenir une optique à partir d’un blank (ébauche en vitrocéramique) : les oxydes, les molécules d’eau et les frottements engendrés par les mouvements de l’outil agissent moléculairement sur la surface de l'optique pour lui donner la forme désirée. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes…

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Préparation de l’outil de polissage d’une optique pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Test d’une optique sur un interféromètre, en salle propre. Il mesure la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. A la fin du polissage, elle est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes…

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Test final d’une optique en salle propre, mesure interférométrique
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Conception de la forme d’un des miroirs de l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman par le laboratoire LAM. Cet instrument vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant 1 million à 1 milliard de fois moins lumineuses que leurs étoiles, le coronographe bloque la lumière produite par l’étoile…

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Conception de la forme d’un des miroirs du coronographe du télescope Nancy-Grace-Roman
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Test d’une optique sur un banc d’interférométrie, pour mesurer la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. La mesure est réalisée régulièrement durant le polissage de l’optique pour savoir si la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et…

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Test d’une optique en cours de polissage sur un banc d’interférométrie
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Polissage sphérique sans contrainte d’une optique avec un outil en poix sur un mandrin. L’action combinée de l’oxyde de cérium et de l’eau (produit de polissage) et des frottements engendrés par les mouvements de l’outil permet d’obtenir une optique sphérique à partir d’un blank (ébauche en vitrocéramique). Elle sera ensuite polie sous contrainte pour réaliser une forme complexe. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la…

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Polissage sphérique sans contrainte d’une optique pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Installation d’une optique sur un rugosimètre, pour un test final en salle propre. A la fin du polissage, l’optique est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la rugosité de sa surface (qui impacte la dispersion de la lumière) correspond aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et…

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Test final d’une optique en salle propre, mesure de la rugosité de sa surface
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Optique parabolique hors d’axe sur un harnais de déformation, produite par le laboratoire LAM pour l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Cet instrument vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant moins lumineuses que leurs étoiles, le coronographe bloque la…

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Optique parabolique hors d’axe produite par le LAM pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Coulage de la poix pour former l’outil qui servira à polir une des optiques de l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman. Chaque outil est unique et adapté à la courbure de son optique. Le coronographe vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant 1 million à 1 milliard de fois moins…

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Coulage de la poix de l’outil de polissage d’une optique pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Polissage sphérique sans contrainte d’une optique avec un outil en poix sur un mandrin. L’action combinée de l’oxyde de cérium et de l’eau (produit de polissage) et des frottements engendrés par les mouvements de l’outil permet d’obtenir une optique sphérique à partir d’un blank (ébauche en vitrocéramique). Elle sera ensuite polie sous contrainte pour réaliser une forme complexe. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la…

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Polissage sphérique sans contrainte d’une optique pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Test d’une optique sur un interféromètre, en salle propre. Il mesure la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. A la fin du polissage, elle est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes…

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Test final d’une optique en salle propre, mesure interférométrique
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Conception de la forme d’un des miroirs de l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman par le laboratoire LAM. Cet instrument vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant 1 million à 1 milliard de fois moins lumineuses que leurs étoiles, le coronographe bloque la lumière produite par l’étoile…

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Conception de la forme d’un des miroirs du coronographe du télescope Nancy-Grace-Roman
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Etude d’une carte de phase (visualisation des interférences d’ondes) lors du test d’une optique sur un banc d’interférométrie. Cet instrument mesure la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. La mesure est réalisée régulièrement durant le polissage de l’optique pour savoir si la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la…

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Test d’une optique en cours de polissage sur un banc d’interférométrie
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Injection de colle sur une optique avant de fixer un harnais de déformation. Le laboratoire LAM est reconnu pour sa maîtrise de la fabrication d’optiques d’extrême qualité, par un procédé de polissage sous contrainte. On réalise pour cela un polissage sphérique sur l’optique déformée par un harnais. Après la production d’une sphère de la précision nanométrique souhaitée, la contrainte est relâchée pour obtenir le résultat inverse de la contrainte appliquée. Cette optique est destinée à l…

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Fixation d’un harnais de déformation pour le polissage sous contrainte d’une optique
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Installation d’une optique sur un interféromètre, en salle propre. Il mesure la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. A la fin du polissage, elle est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes…

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Test final d’une optique en salle propre, mesure interférométrique
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Optique parabolique hors d’axe sur un harnais de déformation, produite par le laboratoire LAM pour l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Cet instrument vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant moins lumineuses que leurs étoiles, le coronographe bloque la…

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Optique parabolique hors d’axe produite par le LAM pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Alignement d’un banc d’interférométrie pour tester une optique. Les deux faisceaux de lumière, celui de référence produit par l’interféromètre et celui réfléchi par l’optique doivent se superposer. En les comparant, on mesure la déformation de l’onde lumineuse provoquée par la réflexion d’un des faisceaux sur l’optique. La mesure est réalisée régulièrement durant le polissage de l’optique pour savoir si la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est…

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Test d’une optique en cours de polissage sur un banc d’interférométrie
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Polissage sphérique sans contrainte d’une optique avec un outil en poix sur un mandrin. L’action combinée de l’oxyde de cérium et de l’eau (produit de polissage) et des frottements engendrés par les mouvements de l’outil permet d’obtenir une optique sphérique à partir d’un blank (ébauche en vitrocéramique). Elle sera ensuite polie sous contrainte pour réaliser une forme complexe. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la…

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Polissage sphérique sans contrainte d’une optique pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Mesure interférométrique d’une optique en salle propre, visualisation des erreurs résiduelles de la surface optique par rapport à la forme désirée. A la fin du polissage, l’optique est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Pour les optiques ultra-précises, l'écart entre les zone plus hautes (en rouge) et les zones en creux (bleu) ne dépasse pas quelques millionièmes de millimètre (nm)…

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20220047_0036
Test final d’une optique en salle propre, mesure interférométrique
20220047_0027
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Réglage d’un rugosimètre lors du test final d’une optique en salle propre. A la fin du polissage, l’optique est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la rugosité de sa surface (qui impacte la dispersion de la lumière) correspond aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement…

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Test final d’une optique en salle propre, mesure de la rugosité de sa surface
20220047_0025
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Installation d’une optique sur un banc d’interférométrie, pour mesurer la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. La mesure est réalisée régulièrement durant le polissage de l’optique pour savoir si la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter…

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20220047_0025
Test d’une optique en cours de polissage sur un banc d’interférométrie
20220047_0019
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Injection de colle sur une optique avant de fixer un harnais de déformation. Le laboratoire LAM est reconnu pour sa maîtrise de la fabrication d’optiques d’extrême qualité, par un procédé de polissage sous contrainte. On réalise pour cela un polissage sphérique sur l’optique déformée par un harnais. Après la production d’une sphère de la précision nanométrique souhaitée, la contrainte est relâchée pour obtenir le résultat inverse de la contrainte appliquée. Cette optique est destinée à l…

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20220047_0019
Fixation d’un harnais de déformation pour le polissage sous contrainte d’une optique
20220047_0032
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Installation d’une optique sur un interféromètre, en salle propre. Il mesure la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. A la fin du polissage, elle est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes…

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20220047_0032
Test final d’une optique en salle propre, mesure interférométrique
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L’une des 16 optiques paraboliques hors d’axe produites par le laboratoire LAM pour l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Cet instrument vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant 1 million à 1 milliard de fois moins lumineuses que leurs étoiles, le coronographe…

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Optique parabolique hors d’axe produite par le LAM pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Test d’une optique sur un banc d’interférométrie, pour mesurer la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. La mesure est réalisée régulièrement durant le polissage de l’optique pour savoir si la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et…

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Test d’une optique en cours de polissage sur un banc d’interférométrie
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Polissage sphérique sans contrainte d’une optique avec un outil en poix sur un mandrin. L’action combinée de l’oxyde de cérium et de l’eau (produit de polissage) et des frottements engendrés par les mouvements de l’outil permet d’obtenir une optique sphérique à partir d’un blank (ébauche en vitrocéramique). Elle sera ensuite polie sous contrainte pour réaliser une forme complexe. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la…

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20220047_0014
Polissage sphérique sans contrainte d’une optique pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Mesure interférométrique d’une optique en salle propre, visualisation des erreurs résiduelles de la surface optique par rapport à la forme désirée. A la fin du polissage, l’optique est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Pour les optiques ultra-précises, l'écart entre les zone plus hautes (en rouge) et les zones en creux (bleu) ne dépasse pas quelques millionièmes de millimètre (nm)…

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Test final d’une optique en salle propre, mesure interférométrique
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Réglage d’un rugosimètre lors du test final d’une optique en salle propre. A la fin du polissage, l’optique est testée dans des conditions environnementales contrôlées pour s'assurer que la rugosité de sa surface (qui impacte la dispersion de la lumière) correspond aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement…

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Test final d’une optique en salle propre, mesure de la rugosité de sa surface
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Installation d’une optique sur un banc d’interférométrie, pour mesurer la déformation engendrée par la réflexion d'un faisceau lumineux sur l’optique. La mesure est réalisée régulièrement durant le polissage de l’optique pour savoir si la courbure et la forme de la surface correspondent aux spécifications. Cette optique est destinée à l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman développé par la NASA. Il vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter…

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Test d’une optique en cours de polissage sur un banc d’interférométrie
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Coulage de la poix pour former l’outil qui servira à polir une des optiques de l’instrument coronographique du télescope spatial Nancy-Grace-Roman. Chaque outil est unique et adapté à la courbure de son optique. Le coronographe vise à faire l’image des exoplanètes géantes gazeuses (comme Jupiter) et potentiellement telluriques (composées de roches et de métal, comme la Terre) des systèmes planétaires proches du Système solaire. Ces exoplanètes étant 1 million à 1 milliard de fois moins…

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Coulage de la poix de l’outil de polissage d’une optique pour le télescope Nancy-Grace-Roman
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Uniquement disponible pour exploitation non commerciale

C'est un savoir-faire qui a fait la renommée mondiale du Laboratoire d'astrophysique de Marseille : actuellement, on y polit, avec une infinie méticulosité, des petits miroirs de 6 cm. Huit d'entre eux, commandés par la Nasa, seront envoyés en 2027 dans l'espace à bord du Roman Space Telescope, la première mission spatiale conçue pour l'imagerie des exoplanètes. Leur polissage doit être parfait pour capter et renvoyer les lumières de faible intensité des exoplanètes.

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Des miroirs infiniment polis
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Portrait d'Arthur Vigan, médaille de bronze du CNRS 2021, chercheur en astrophysique au Laboratoire d'astrophysique de Marseille, spécialiste de la détection et l'étude des exoplanètes par imagerie directe et du développement d'instrumentation innovante. " Fin des années 1980, mon père et moi mesurions au sol les huit mètres de diamètre des miroirs primaires du VLT (Le Très Grand Télescope de l'ESO) dont la fabrication débutait tout juste. Trente ans plus tard, mon équipe et…

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Médaille de bronze 2021 : Arthur Vigan, chercheur en astrophysique et en instrumentation
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Portrait de Guilaine Lagache, médaille d'argent du CNRS 2021, astronome au Laboratoire d'astrophysique de Marseille, spécialisée dans l'évolution des galaxies dans l'Univers jeune et la formation d'étoiles dans les grandes structures.  " Du plus loin que je me souvienne, j'ai toujours voulu être astronome. En cet hiver 2021, c'est skis de randonnée aux pieds que je sillonne Saint-Véran, « le pays où le coq picore les étoiles », où il y a plus de trente ans, j'observais des flocons…

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Médaille d'argent 2021 : Guilaine Lagache, enseignante-chercheuse en astrophysique
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Instrument d'observation exceptionnel, le nouveau télescope James Webb (JWST) de la NASA devrait révolutionner l'observation spatiale. Il sera lancé le 22 décembre 2021 depuis Kourou, en Guyane. Après un voyage de trente jours, il atteindra le point de Lagrange L2 à 1,5 million de kilomètres de la Terre dans la direction opposée au Soleil. Avec son miroir de plus de six mètres d'envergure, Webb est trois fois plus large que Hubble, dont il est le successeur, et deviendra le plus grand…

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MIRI - James Webb Telescope
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Capteur courbe de la start-up CURVE s.a.s. (ex Curve One), spécialisée dans l'imagerie de pointe. Grâce à ce capteur incurvé, la distorsion des images en grand angle est réduite, le vignettage (coins sombres sur certaines photos) est supprimé, le chromatisme est amélioré ainsi que la netteté. Après plusieurs années de développement, la start-up vient de commercialiser son premier modèle. Basée sur l'expertise du Laboratoire d’astrophysique de Marseille, la société CURVE s.a.s. propose une…

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Capteur courbe de la start-up CURVE s.a.s.
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Inspection de wafer préparé pour la courbure simultanée de capteurs CMOS, par la start-up CURVE s.a.s. (ex Curve One) spécialisée dans l'imagerie de pointe. Grâce à ces capteurs incurvés, la distorsion des images en grand angle est réduite, le vignettage (coins sombres sur certaines photos) est supprimé, le chromatisme est amélioré ainsi que la netteté. Après plusieurs années de développement, la start-up vient de commercialiser son premier modèle. Basée sur l'expertise du Laboratoire d…

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Inspection de wafer préparé pour la courbure simultanée de capteurs par la start-up CURVE s.a.s.

CNRS Images,

Nous mettons en images les recherches scientifiques pour contribuer à une meilleure compréhension du monde, éveiller la curiosité et susciter l'émerveillement de tous.