Cristal collectif 2021 : Système de changeur de filtres pour la caméra LSST

À partir de 2023, au Chili, le télescope de l'Observatoire Rubin photographiera le ciel austral de manière systématique durant dix ans, produisant le relevé LSST. Équipé de la plus grande caméra numérique du monde et d'un système de changeur de filtres robotisé, ce système, robuste et très rapide, véritable prouesse technique, est le fruit d'une collaboration entre cinq laboratoires de l'IN2P3.

Pour l'équipe, c'est l'aboutissement d'une aventure scientifique et technique de plus de dix ans. Enfoui au coeur de la plus grande caméra numérique jamais construite, le changeur de filtres est l'une des pièces maîtresses de la caméra du télescope du relevé LSST. Installé à l'Observatoire Rubin, au Chili, il aura pour mission de photographier le ciel austral pendant une décennie afin de réaliser un film de l'Univers en 3D. Le téléscope pourra détecter des milliards d'objets célestes et ainsi, en particulier, améliorer les connaissances sur la matière noire et l'énergie noire. Le changeur de filtres est l'un des nombreux défis technologiques relevés pour la construction de la caméra, qui est capable de couvrir un champ sur le ciel correspondant à 40 fois la pleine Lune. Les différents filtres permettent de voir le ciel dans différentes couleurs et de mieux établir la nature comme la distance des objets célestes. Un gain en rapidité était nécessaire pour observer les phénomènes variables dans l'Univers en changeant de filtres plusieurs fois par nuit. C'est chose faite avec ce système robotisé du LSST qui, intégré à l'intérieur de la caméra, manipulera 5 filtres géants, d'un diamètre de 75 cm et d'un poids jusqu'à 40 kg, avec une précision au dixième de millimètre. Assemblé et validé en France, le changeur de filtres a été installé sur la caméra et activé fin 2019 à l'université de Stanford, au laboratoire SLAC, aux États-Unis. Il prendra la route pour le Chili en 2022, sa destination finale. Ce projet unique a donné lieu à une coopération de métiers différents, de la mécanique à l'informatique en passant par l'électrotechnique et l'instrumentation, au sein d'équipes de cinq laboratoires. Vitrine du savoir-faire en ingénierie du CNRS, ce succès ouvre également aux chercheurs français l'exploitation scientifique des données du LSST.