Solar Orbiter : des images encore meilleures qu'attendues

Réaliser des images de haute qualité dans l’extrême ultraviolet (EUV, domaine de longueurs d’onde environ 20 fois plus courtes que le visible) est un véritable défi et nécessite des composants optiques à la pointe des technologies actuelles. S’appuyant sur un savoir-faire développé depuis 40 ans, le laboratoire Charles Fabry[1] (LCF) a conçu et fabriqué des miroirs EUV aux performances inégalées pour les télescopes EUI[2]  de la mission spatiale Solar Orbiter.

Premières images de FSI (gauche) et HRI (milieu et droite) à 17,4 nm prises le 30 mai 2020

Avec une rugosité de surface inférieure à 0,1 nanomètre (1 nm = 1 milliardième de mètre) et une erreur de forme inférieure au nanomètre, les miroirs installés dans les télescopes FSI (Full Sun Imager) et HRI (High Resolution Imager) compte parmi les surfaces optiques les plus parfaites embarquées dans des instruments spatiaux.

Les revêtements interférentiels multicouches à base d’une nouvelle combinaison de matériaux (aluminium/molybdène/carbure de silicium) ont permis d’atteindre un nouveau record mondial d’efficacité à 17,4 nm (raie d’émission solaire Fe X). La combinaison des revêtements des miroirs primaire et secondaire du télescope HRI réfléchissent deux fois plus de photons que les revêtements développés par le Laboratoire Charles Fabry pour la mission STEREO lancé en 2006 par la NASA.

De plus, pour le télescope FSI, nous avons développé le premier revêtement EUV bi-bande, qui permet de réfléchir deux raies d’émission du soleil (Fe X à 17.4 nm et He II à 30.4 nm) avec une efficacité accrue.

Miroir du télescope Full Sun Imager développé au Laboratoire Charles Fabry

Les miroirs en silice ultra-pure ont été fabriqué par polissage manuel d’une sphère de grande précision, suivi d’une asphérisation par érosion ionique. Les revêtements interférentiels multicouches ont été déposé par pulvérisation cathodique magnétron dans la salle blanche du laboratoire, avec une précision sur les épaisseurs meilleure que 0,01 nm et une uniformité meilleure que 1% sur la surface des miroirs. Le Laboratoire Charles Fabry est l’unique laboratoire au monde capable de produire à la fois des surfaces optiques et des revêtements multicouches de haute qualité pour des instruments EUV.

Equipe EUI / Solar Orbiter du Laboratoire Charles Fabry (depuis 2008) :

Franck Delmotte (Co-Investigator), Raymond Mercier (Project Manager), Christian Beurthe, Sophie Coumar, André Guilbaud, Christophe Hecquet, Arnaud Jérôme, Evgueni Meltchakov, Frédéric Moron, Marie-Françoise Ravet-Krill, Jennifer Rebellato, Patrick Roth, Marc Roulliay.

Contact : franck.delmotte@institutoptique.fr

D'autres images du Soleil fournies par la sonde SOLAR ORBITER