Caractérisation et optimisation des performances du plan focal du télescope X de la mission d'astronomie spatiale SVOM

par Francesco Ceraudo

Projet de thèse en Astronomie et Astrophysique

Sous la direction de Bertrand Cordier et de Aline Meuris.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Astronomie et Astrophysique d'Ile-de-France , en partenariat avec AIM - Astrophysique Instrumentation Modélisation (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 07-11-2016 .


  • Résumé

    SVOM est une mission franco-chinoise qui sera lancée en 2021 pour l'étude des sursauts gamma, événements explosifs les plus énergétiques existants dans l'Univers. Le Microchannel X-Ray Telescope (MXT) embarqué sous la responsabilité scientifique du CEA a pour fonction d'observer l'émission rémanente en rayons X d'un sursaut détecté par le spectro-imageur gamma ECLAIRs et d'affiner la précision de localisation de la source pour le réseau d'alerte de télescopes au sol. Cette thèse d'instrumentation spatiale a pour objectif de démontrer et d'optimiser les performances au sol et en orbite du plan focal de MXT basé sur un spectro-imageur X de type pnCCD. Pour ce faire, le doctorant mènera deux axes d'études principaux nécessitant des développements expérimentaux associés à des travaux de simulation et de modélisation : 1. L'estimation de la dégradation des performances du détecteur en orbite, en conduisant et en analysant une campagne d'essais d'irradiation dans un accélérateur de particules avec un prototype du plan focal de MXT. Le candidat conclura son étude en proposant des scénarios d'opération en vol pour limiter ces effets voire recouvrer partiellement des performances initiales. 2. La préparation de l'étalonnage des modèles de vol, en définissant une méthode et des moyens de caractérisation du détecteur et de la caméra et en l'appliquant sur le modèle de qualification de la caméra. Les résultats de cette étude permettront de construire les matrices de réponses du simulateur de l'instrument. A l'issue de l'étalonnage de la caméra seule, le doctorant aura l'opportunité de participer au couplage de la caméra avec l'optique et aux tests de performances de l'instrument complet, une première mondiale.

  • Titre traduit

    Characterization and performance optimization of the focal plane of the Microchannel X-ray Telescope on-board the space astronomy mission SVOM


  • Résumé

    SVOM is a Sino-French mission to be launched in 2021 to study the gamma-ray bursts (GRB), among the most violent and energetic events in the Universe. The Micro-channel X-Ray Telescope under the scientific responsibility of CEA observes the X-ray afterglow of GRB detected by the gamma-ray monitor ECLAIRs and improves the localization of the sources to transmit detection alerts to a network of ground-based telescopes. This thesis in space instrumentation aims at evaluating and demonstrating the on-ground and on-board performance of the MXT focal plane based on a pnCCD in the context of the SVOM mission. Two main studies based on experiments, simulation and modeling work can be led in this area: 1. Evaluation of the in-orbit performance degradation of the detector due to space radiations, by preparing and leading an irradiation campaign in external test facilities. The data analysis can conclude on a predictive model and optimized operation scenarios to limit the degradation or even partially recover from them. 2. Preparation of the calibration campaign of the flight models of the camera, by defining and developing innovative methods and experimental means to characterize the flight detector. The calibration plan could be run on the qualification model of the camera to produce response matrices that will be implemented in the instrument simulator for the science team. After calibration of the stand-alone camera, the PhD student will take part in world premiere to the coupling of the camera with the optics and to performance tests of the complete instrument.