Mémoire complet estimation des paramètres de la turbulence atmosphérique « l’expérience misolfa », rapport en pdf.

Introduction

Il est certain que le ciel est magnifique par ces objets astronomiques: le soleil, la lune, les étoiles, les planètes et les galaxies…etc., mais leur vérité est de plus cachée. L’atmosphère terrestre empêche la révélation de celle-ci. En effet, notre atmosphère empêche presque la totalité du spectre électromagnétique qui vient de l’espace de parvenir au sol, sauf le spectre optique (la lumière visible) et une grande partie du spectre radio. Il est possible donc d’observer l’univers à partir de la terre, en utilisant soit la lumière visible ou les ondes radio (observations au sol) alors que le reste du spectre doit être observé hors atmosphère par les télescopes spatiaux.

Même la lumière visible souffre d’un problème lors de son passage à travers l’atmosphère à cause de la turbulence. Cette dernière est associée aux masses d’air différentes en raison des fluctuations de température, ces fluctuations conduisent à une fluctuation de l’indice de réfraction. Celle-ci conduit à la déformation du front d’onde qui vient des astres et donne une image floue et très loin de la réalité. Les scientifiques ont d’abord pensé de mettre les télescopes hors atmosphère afin d’éviter ce problème, mais la durée de vie limitée ainsi le coût élevé empêche le renouvellement de l’expérience du télescope Hubble (premier télescope est au-dessus du niveau de turbulence de près de 600 km). Les scientifiques essaient aujourd’hui de tenter de parvenir à une haute résolution avec des télescopes au sol, de valeur égale ou supérieure à la résolution des télescopes spatiaux. Les recherches ont connu un grand développement sur la propagation des ondes dans les milieux turbulents et aussi sur la formation d’images passant par la turbulence atmosphérique afin de les corriger. Ces derniers temps les recherches sont de plus en plus développées pour tenter de parvenir à une haute résolution angulaire des télescopes au sol.

La résolution angulaire des télescopes moyens est liée à la dimension de la pupille du télescope où plus le diamètre de la pupille augmente la résolution angulaire augmente. Ceci en absence de turbulence, alors que dans le cas de la présence de la turbulence la résolution est limitée et c’est ce qui rend important le choix du site d’observation. Newton a dit en 1704 : « le seul traitement efficace pour réduire la turbulence, c’est l’air le plus calme et la sérénité, comme celui qu’on rencontre dans la cime des hautes montagnes » Mais les limites de la turbulence de l’air peuvent être significatives même dans les cimes des hautes montagnes. Les chercheurs ont commencé à explorer l’idée de compenser la turbulence en utilisant la technologie « optique adaptative » qui repose sur la correction de la distorsion du front d’onde ce qui corrige les défauts dans les images astronomiques. La caractérisation de la turbulence atmosphérique ou l’estimation des différents paramètres de cohérence des fronts d’onde permet d’affiner mieux les systèmes d’optique adaptative, et permet de donner aux scientifiques la haute résolution et la clarté du télescope spatial Hubble, surtout que le diamètre du télescope au sol dépasse de loin le diamètre du télescope spatial.

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Estimation des paramètres de la turbulence atmosphérique (2.3 MB) (Rapport PDF)