X-IFU / ATHENA

Athena (Advanced Telescope for High Energy Astrophysics) sera le futur grand observatoire en rayons X de l’agence spatiale européenne (ESA). Il s’agit d’une mission « Large » du programme Cosmic Vision. Athena est le digne héritier des télescopes XMM-Newton de l’ESA et Chandra de la NASA. Il est doté d’un grand miroir (2.5 mètres de diamètre) mobile, de 12 mètres de focale. Il embarque deux instruments focaux : un imageur X grand champ (Wide Field Imager), sous responsabilité scientifique MPE (Allemagne) et un spectromètre X à très haute résolution spectrale et spatiale (X-ray Integral Field Unit), sous responsabilité scientifique IRAP et maîtrise d’œuvre CNES (France). Athena sera lancé par Ariane 6. Athena permettra de radiographier l’Univers jusqu’à son enfance des plus tourmentées, en décryptant la structuration de la matière sur des échelles cosmologiques (amas de galaxies), en traçant l’enrichissement chimique de l’Univers, et enfin en scrutant le rôle des trous noirs dans l’évolution de celui-ci. X-IFU est un instrument basé sur une grande matrice de micro-calorimètres, refroidis à 50 milli-kelvins. X-IFU est un spectromètre intégral de champ, fournissant des images sur un champ de vue de 5 minutes d’arc (diamètre équivalent), avec chaque pixel contenant un spectre X à très haute résolution spectrale (meilleure que 2.5 eV) dans une bande d’énergie allant de 0.2 à 12 keV. X-IFU est développé par un Consortium international regroupant une soixantaine de laboratoires répartis dans 13 pays (~300 membres à ce jour).

La France est le premier contributeur à l’instrument X-IFU (X-ray Integral Field Unit) de l’observatoire spatial en rayons X Athena de l’Agence spatiale Européenne. Trois OSU sont actuellement associés au service d’observation Athena X-IFU ANO-2 : l’OMP (IRAP), l’OSUPS (CEA-DAP/AIM, IAS) et l’Observatoire de Paris (APC). 

Les contributions françaises détaillées :

• L’IRAP a la responsabilité scientifique de l’instrument, du management et de l’animation scientifique du Consortium (>300 membres, répartis dans 13 pays), de la réalisation des électroniques digitales de lecture du détecteur, intégrant diverses fonctions dont le démultiplexage des signaux, de l’étalonnage de l’instrument, du banc 50 mK en appui à la démonstration des technologies critiques de l’instrument et à l’étalonnage de celui-ci. L’IRAP a de plus la responsabilité de l’Instrument Science Center (X-ISC), la composante X-IFU du segment sol scientifique de la mission Athena. 
• L’APC a la responsabilité de la réalisation des électroniques de proximité du détecteur à l’interface avec le cryostat. A ceci s’ajoute une contribution à l’équipe scientifique X-IFU. Une contribution au X-ISC est aussi anticipée.
• Le CEA-DAP/AIM a la responsabilité de la réalisation du processeur d’évènements du détecteur (software et hardware), de l’électronique de contrôle de la machine cryogénique sub-kelvin et de surveillance du plan focal. A ceci s’ajoute une contribution aux équipes scientifiques et d’étalonnage de l’instrument. Une contribution au X-ISC est aussi anticipée.