By/par Dennis Crabtree (NRC-Herzberg)
with contributions from/avec l’apport de Les Saddlemyer, David Schade, Chris Willott
(Cassiopeia – Winter 2014)
Rapport Cassiopeia du Bulletin de CNRC Herzberg
Les rubriques qui suivent reviendront dans chaque numéro du bulletin et ont pour but de tenir les astronomes canadiens au courant des activités de CNRC Herzberg.
Les commentaires des astronomes sur la manière dont CNRC Herzberg accomplit sa mission, c’est-à-dire «assurer le fonctionnement et la gestion des observatoires astronomiques mis sur pied ou exploités par l’État canadien» (Loi sur le CNRC), sont les bienvenus.
Comité canadien d’attribution du temps d’observation (CanTAC)
Les membres du CanTAC se sont réunis en octobre-novembre afin d’examiner les projets relatifs aux observatoires CFHT et Gemini pour le semestre 2015A et établir un classement. Il s’agit du deuxième semestre « A » durant lequel le CanTAC se réunit virtuellement en recourant au logiciel WebEx. Cette approche a été retenue pour les rencontres automnales, les membres du Comité éprouvant plus de mal à se déplacer les semestres où ils enseignent.
Geoff Clayton (LSI) a été nommé super président du CanTAC pour la réunion, le siège de président galactique étant occupé par David Lafrenière (U de M) et celui de présidente extragalactique, par Kristine Spekkens (RMC). Dennis Crabtree continue de servir de secrétaire technique au Comité, dont la composition est la suivante:
| Groupe galactique | Groupe extragalactique |
|---|---|
| Geoff Clayton (LSU) | Arif Babul (Victoria) |
| Andrew Cumming (McGill) | Peter Capak (Caltech) |
| Laurent Drissen (Laval) | Scott Chapman (Dalhousie) |
| David Lafrenière (Montréal) | Alan McConnachie (NRC Herzberg) |
| Stanimir Metchev (Western) | Kristine Spekkens (RMC) |
| Leslie Rogers (Caltech) | Chris Willott (NRC Herzberg) |
| Ingrid Stairs (UBC) |
Le CanTAC a reçu 38 propositions pour le CFHT (24 du groupe galactique et 14 du groupe extragalactique) ainsi que 45 pour Gemini (25 du groupe galactique et 20 du groupe extragalactique) en prévision du semestre 2015A. Globalement, ces projets représentent 648 heures d’observation au CFHT et 554 aux observatoires Gemini. Les taux d’adhésion étaient de 2,88 pour le CFHT, de 2,28 pour Gemini Nord et de 2,07 pour Gemini Sud.
Astronomie optique
CANFAR/CCDA
En association avec le consortium universitaire CANFAR (CP, Chris Pritchet à l’UVIC), le Centre canadien de données astronomiques (CCDA) fournit depuis 2009 les données et les services hébergés sur l’infrastructure de Calcul Canada. Les principaux services de CANFAR consistent en la consultation des données, le stockage de ces dernières sous la gestion de l’utilisateur (façon Dropbox) et le traitement en nuage. Tous les astronomes canadiens et leurs collaborateurs de l’étranger peuvent se prévaloir de ces services.
CANFAR (Canadian Advanced Network for Astronomy Research – réseau évolué de la recherche astronomique au Canada) traverse une période aussi occupée que palpitante. En effet, le consortium a récemment soumis une proposition à Calcul Canada dans le cadre de son concours des plateformes et des portails de recherche, afin qu’on lui alloue des ressources pour trois ans. La demande devrait être sanctionnée en décembre 2014. Le 1er décembre 2014, la plateforme de traitement en nuage de CANFAR, à l’Université de Victoria, a migré de Nimbus à OpenStack. Dans l’immédiat, cela signifie que les utilisateurs devront apprendre à composer avec un nouvel environnement pour gérer leurs machines virtuelles et réaliser leurs calculs en nuage, cependant le service s’en trouvera rehaussé à plus longue échéance.
CANFAR et le CCDA collaborent avec Calcul Canada pour que les données astronomiques et les services de calcul soient transférés à ce dernier d’ici trois ans. L’activité s’inscrit dans les améliorations majeures que l’organisme apporte à ses installations en vue de faciliter les recherches faisant un usage massif des données.
CANFAR invite tous les astronomes du Canada à recourir à ses services pour combler les besoins informatiques de leurs petits projets de recherche et des travaux plus ambitieux d’analyse du ciel s’appuyant sur une masse de données volumineuse.
Astronomie spatiale
Le réseau de repérage du JWST après installation du miroir et déploiement de la structure de soutien du miroir auxiliaire au Goddard Space Flight Center. (NASA)
La construction du télescope James Webb (JWST) va bon train. Une grande partie de l’équipement de vol a été fabriquée et l’année qui vient verra l’intégration du matériel et les essais s’accélérer. Les quatre instruments scientifiques ont été réunis pour former un seul module en 2014, lequel a fait l’objet de trois mois d’essais intensifs dans le caisson cryogénique sous vide du Goddard Space Flight Center. Le réseau de repérage est une version technique du télescope. À l’automne 2014, on y a recouru pour vérifier les procédures d’installation du miroir à l’aide des miroirs de rechange du vol et pour tester le déploiement de la structure de soutien du miroir auxiliaire (voir l’illustration). Le réseau sera expédié au Johnson Space Center de Houston en 2015, où il servira aux essais qui prépareront le caisson sous vide avant l’arrivée du télescope spatial proprement dit.
Le double instrument (FGS/NIRISS) fourni par la CSA qui conférera à l’observatoire ses puissantes capacités scientifiques et la finesse de son guidage a très bien fonctionné lors des récents essais cryogéniques sous vide. Les activités s’intensifient maintenant chez COM DEV, principal maître d’œuvre, au sein de l’équipe du chercheur principal René Doyon, à l’Université de Montréal, et à la CSA, car il faut préparer le matériel de remplacement en vue de la substitution qui aura lieu en décembre et en janvier. Ainsi, il faudra remplacer le détecteur dans le proche infrarouge par un neuf, de même que les réseaux prismés qui serviront à étudier le transit des exoplanètes par spectroscopie et spectroscopie à champ large sans fente, les moteurs de l’unité à double carrousel et les dispositifs de commande électroniques. Ensuite, on intégrera de nouveau le FGS/NIRISS au module instrumental dont les ultimes essais cryogéniques sous vide sont prévus à l’été 2015.
L’équipe scientifique du FGS/NIRISS poursuit son travail avec le personnel du Science and Operations Center du Space Telescope Science Institute. Les logiciels sont planifiés et élaborés dans divers secteurs, dont la planification des projets, les opérations, l’étalonnage, le traitement des données en pipeline et la mise en service. Les données expérimentales du détecteur dans le proche infrarouge de substitution font l’objet d’analyses et on s’attache particulièrement aux caractéristiques fines de l’instrument qui revêtiront tant d’importance au niveau de l’analyse et de l’étalonnage quand le JWST se mettra à observer quelques-unes des étoiles les plus éclatantes (pour déceler le transit des exoplanètes) ou les plus ténues (pour détecter les galaxies très décalées dans le rouge) du firmament.
Le lancement du JWST devrait avoir lieu en 2018 sur une fusée Ariane V.
Technologie astronomique
SPIRou
SPIRou est un spectrophotomètre qui fonctionne dans la bande de 0,98 à 2,35 microns du proche infrarouge. Il a été conçu pour être déployé au télescope Canada-France-Hawaï (CFHT) et permettra la détection ainsi que la caractérisation des planètes de type terrestre dans la zone habitable des étoiles peu massives. Grâce à lui, les astronomes pourront étudier les champs magnétiques et la naissance des planètes.
Ce projet coopératif piloté par l’IRAP français fait appel à quatre instituts de l’Hexagone (LATT, UMS/OMP, LAOG et OHP), à un institut taïwanais (ASIAA) et à trois partenaires canadiens (U de M, UL et CNRC Herzberg).
Afin de satisfaire aux contraintes scientifiques, le SPIRou consistera en un spectrographe à haut débit et aux éléments optomécaniques ultrastables, alimenté par fibre optique. Une fois stabilisées, les conditions thermiques dans le cryostat varieront de moins de un ou deux millikelvins.
SPIRou a réussi avec succès l’examen final de sa conception au printemps 2014 et a entamé la phase de construction. CNRC Herzberg fabriquera le cryostat qui abritera les éléments optiques du spectrographe (France), le détecteur et l’assemblage photographique (U de M et UL) de même que le montage de fibres optiques/éminceur de signal situé à l’entrée (France). Pour stabiliser les conditions thermiques autour d’un à deux millikelvins, on a incorporé à l’appareil un système de commande de précision qui atténuera considérablement les écarts de température éventuels du télescope.
Cryostat de SPIRou
La construction, l’assemblage et la vérification du système optomécanique du cryostat ainsi que du système de commande thermique seront terminés au premier trimestre 2016, moment auquel ils seront envoyés à Toulouse (France) en vue d’être intégrés aux autres composants du SPIRou.
La figure illustre le cryostat, qui mesure environ 1,7 m de diamètre. Ouvert, l’assemblage a une longueur de 5,9 m. La coquille du cryostat pèse deux tonnes à elle seule; une fois terminé, le spectrographe aura une masse supérieure à 3,5 tonnes.
The NRC Herzberg News Cassiopeia Report
These reports will appear in each issue of Cassiopeia with the goal of informing the Canadian astronomical community on the activities at NRC Herzberg.
Feedback is welcome from community members about how NRC Herzberg is doing in fulfilling our mandate to “operate and administer any astronomical observatories established or maintained by the Government of Canada” (NRC Act).
Canadian Time Allocation Committee (CanTAC)
CanTAC met in October/November to discuss and rank CFHT and Gemini proposals for semester 2015A. This is the second “A” semester where CanTAC has met virtually using the WebEx virtual presence software. This approach is used for the Fall meetings as it is more difficult for CanTAC members to travel during the teaching semester.
The CanTAC SuperChair for this meeting was Geoff Clayton (LSU), while the Galactic panel chair was David Lafrenière (U de M) and the Extragalactic panel chair was Kristine Spekkens (RMC). Dennis Crabtree continues to serve as the technical secretary for CanTAC. CanTAC members are:
| Galactique | Extragalactique |
|---|---|
| Geoff Clayton (LSU) | Arif Babul (Victoria) |
| Andrew Cumming (McGill) | Peter Capak (Caltech) |
| Laurent Drissen (Laval) | Scott Chapman (Dalhousie) |
| David Lafrenière (Montréal) | Alan McConnachie (NRC Herzberg) |
| Stanimir Metchev (Western) | Kristine Spekkens (RMC) |
| Leslie Rogers (Caltech) | Chris Willott (NRC Herzberg) |
| Ingrid Stairs (UBC) |
For Semester 2015A CanTAC received 38 CFHT proposals (24 Galactic and 14 Extragalactic) and 45 Gemini proposals (25 Galactic and 20 Extragalactic). There was a total of 648 hours requested on CFHT and 554 hours on Gemini. The subscription rates were 2.88 for CFHT, 2.28 for Gemini North and 2.07 for Gemini South.
Optical Astronomy
CANFAR/CADC
The Canadian Astronomy Data Centre (CADC) has been working since 2009 in a partnership with the university-led CANFAR consortium (PI Chris Pritchet at UVIC) to deliver data and services hosted on Compute Canada infrastructure. The core services offered by CANFAR are data access, user-managed storage (similar to DropBox), and cloud processing. These services are available to all Canadian astronomers and their international collaborators.
This is a very busy and exciting time for CANFAR (Canadian Advanced Network for Astronomy Research). We have recently proposed to Compute Canada (CC) under the Research Platforms and Portals competition which allows us to request resource allocations for 3 years. We expect approval in December 2014. Our cloud processing environment migrated on December 1, 2014 from Nimbus to OpenStack at UVIC. In the short terms this means learning a new VM management and cloud processing environment for users but in the long-term this will result in a superior service.
CANFAR and CADC are working with Compute Canada to finish the transition of astronomy data and computing services to Compute Canada over the next 3 years. This will be part of major enhancement of Compute Canada’s capacity to support data-intensive research.
CANFAR invites all Canadian astronomers to use CANFAR services to support their research computing needs for small projects and major data-intensive survey projects.
Space Astronomy
The JWST pathfinder after mirror installation and secondary mirror support structure deployment at Goddard Space Flight Center. (NASA)
Construction of the James Webb Space Telescope (JWST) continues to make good progress. A large fraction of the flight hardware has been manufactured and the next few years see a ramp-up in integration and testing. During 2014 all four science instruments have been integrated into a single instrument module that has undergone an extensive 3 month test campaign in the cryo-vacuum chamber at Goddard Space Flight Center. The pathfinder is an engineering version of the telescope. In fall 2014 it has been used to validate procedures for mirror installation with flight-spare mirrors and to test deployment of the secondary mirror support structure (see image). In 2015 it will be shipped to Johnson Space Center in Houston where it will be used in testing to prepare the vacuum chamber for the arrival of the flight telescope.
The CSA-provided dual instrument FGS/NIRISS that provides observatory fine guidance and powerful science capabilities performed very well during the recent cryo-vacuum test. There is now a large amount of activity at the prime contractor COM DEV, in PI René Doyon’s group at the Université de Montréal and at CSA to prepare replacement hardware for exchange occurring in December and January. Replacement activities involve new near-infrared detector arrays, grisms for exoplanet transit spectroscopy and wide-field slitless spectroscopy, motors for the dual wheel unit and control electronics. FGS/NIRISS will then be re-integrated into the instrument module that undergoes its final cryo-test in the summer of 2015.
The FGS/NIRISS science team continue to work with staff at the Science & Operations Center at the Space Telescope Science Institute. Planning work and software development is being carried out in areas of proposal planning, operations, calibration, data pipeline processing and commissioning. Analysis is underway of replacement near-infrared detector test data, with particular focus on subtle detector characteristics that are important to understand and calibrate as JWST pushes to observe some of the brightest (for exoplanet transits) and faintest (for high-redshift galaxies) targets in the sky.
JWST is scheduled for launch on an Ariane V rocket in 2018.
Astronomy Technology
SPIRou
SPIRou is a spectropolarimeter operating in the NIR band from 0.98 to 2.35 microns designed to be deployed at the Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT). Targeted at enabling detection and characterization of Earth-like planets in the habitable zone of low-mass stars, it will enable astronomers to investigate magnetic fields and planet formation.
SPIRou is a collaboration led by IRAP in France, and includes four institutes in France (LATT, UMS/OMP, LAOG and OHP), Taiwan (ASIAA), three Canadian partners (Université de Montréal, Université Laval and NRC Herzberg).
In order to meet the science requirements, SPIRou is a fibre-fed spectrograph with high throughput and ultra-stable opto-mechanics. Once stable, the thermal environment within the cryostat will be constant to within 1 to 2 milliKelvin.
SPIRou successfully completed its final design review in the spring of 2014, and is in the build-phase now. NRC Herzberg is producing the spectrograph cryostat, which houses all the spectrograph optics (France), the detector and camera assembly (U de M and U Laval) and the entrance fibre/slicer assembly (France). In order to maintain the 1 to 2 milliKelvin thermal stability, there is a precision thermal control system incorporated to significantly attenuate any thermal changes at the telescope.
SPIRou cryostat
Construction, assembly and verification of the cryostat opto-mechanics and thermal control will be complete in Q1 2016, at which time it will be transported to Toulouse, France for final integration with the other SPIRou components.
A rendering of the cryostat is shown in the Figure below. The diameter of the cryostat is about 1.7m, while open the assembly is 5.9m long. The cryostat shell alone weighs 2 tonnes; complete the spectrograph weighs in excess of 3.5 tonnes.