SPHERE on-sky performance compared with budget predictions
Kjetil Dohlen
(1)
,
Arthur Vigan
(1)
,
David Mouillet
(2)
,
François Wildi
(3)
,
Jean-François Sauvage
(4)
,
Thierry Fusco
(4)
,
Jean-Luc Beuzit
(3)
,
Pascal Puget
(2)
,
David Le Mignant
(1)
,
Ronald Roelfsema
(5)
,
Johan Pragt
,
Hans Martin Schmid
(6)
,
Raffaele Gratton
,
Dino Mesa
,
Riccardo Claudi
,
Maud Langlois
(1)
,
Anne Costille
(1)
,
Emmanuel Hugot
(1)
,
Jared O'Neil
,
Juan Carlos Guerra
,
Mamadou N'Diaye
(7)
,
Julien Girard
(8)
,
Dimitri Mawet
(9)
,
Gerard Zins
(10)
,
Christopher Evans
,
Luc Simard
(11)
,
Hideki Takami
,
François Sauvage
(12)
,
Luc Beuzit
(13)
1
LAM -
Laboratoire d'Astrophysique de Marseille
2 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
3 ObsGE - Observatoire Astronomique de l'Université de Genève
4 ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon]
5 NOVA - NOVA Optical Infrared Instrumentation Group
6 ETH Zürich - Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich]
7 STSci - Space Telescope Science Institute
8 ESO - European Southern Observatory
9 CALTECH - California Institute of Technology
10 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
11 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
12 LASIRE - Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516
13 Département de Radiologie [CHU de Rennes]
2 IPAG - Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble
3 ObsGE - Observatoire Astronomique de l'Université de Genève
4 ONERA - The French Aerospace Lab [Châtillon]
5 NOVA - NOVA Optical Infrared Instrumentation Group
6 ETH Zürich - Eidgenössische Technische Hochschule - Swiss Federal Institute of Technology [Zürich]
7 STSci - Space Telescope Science Institute
8 ESO - European Southern Observatory
9 CALTECH - California Institute of Technology
10 ESO - European Southern Observatory [Santiago]
11 IRFU - Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers
12 LASIRE - Laboratoire Avancé de Spectroscopie pour les Intéractions la Réactivité et l'Environnement - UMR 8516
13 Département de Radiologie [CHU de Rennes]
Arthur Vigan
- Fonction : Auteur
- PersonId : 22058
- IdHAL : arthur-vigan
- ORCID : 0000-0002-5902-7828
- IdRef : 145014010
Jean-François Sauvage
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761425
- ORCID : 0000-0001-7937-9815
Jean-Luc Beuzit
- Fonction : Auteur
- PersonId : 742602
- IdHAL : jean-luc-beuzit
- ORCID : 0000-0002-7391-479X
- IdRef : 143853015
David Le Mignant
- Fonction : Auteur
- PersonId : 12483
- IdHAL : david-le-mignant
- IdRef : 253133998
Johan Pragt
- Fonction : Auteur
Raffaele Gratton
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756382
- ORCID : 0000-0003-2195-6805
Dino Mesa
- Fonction : Auteur
Riccardo Claudi
- Fonction : Auteur
Maud Langlois
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : maud-langlois
- ORCID : 0000-0003-3574-9903
Emmanuel Hugot
- Fonction : Auteur
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- IdRef : 123756235
Jared O'Neil
- Fonction : Auteur
Juan Carlos Guerra
- Fonction : Auteur
Mamadou N'Diaye
- Fonction : Auteur
- PersonId : 179405
- IdHAL : astromam
- ORCID : 0000-0002-1721-3294
Julien Girard
- Fonction : Auteur
- PersonId : 755196
- ORCID : 0000-0001-8627-0404
- IdRef : 112046304
Dimitri Mawet
- Fonction : Auteur
- PersonId : 761427
- ORCID : 0000-0002-8895-4735
Christopher Evans
- Fonction : Auteur
Hideki Takami
- Fonction : Auteur
Résumé
The SPHERE (spectro-photometric exoplanet research) extreme-AO planet hunter saw first light at the VLT observatory on Mount Paranal in May 2014 after ten years of development. Great efforts were put into modelling its performance, particularly in terms of achievable contrast, and to budgeting instrumental features such as wave front errors and optical transmission to each of the instrument's three focal planes, the near infrared dual imaging camera IRDIS, the near infrared integral field spectrograph IFS and the visible polarimetric camera ZIMPOL. In this paper we aim at comparing predicted performance with measured performance. In addition to comparing on-sky contrast curves and calibrated transmission measurements, we also compare the PSD-based wave front error budget with in-situ wave front maps obtained thanks to a Zernike phase mask, ZELDA, implemented in the infrared coronagraph wheel. One of the most critical elements of the SPHERE system is its high-order deformable mirror, a prototype 40x40 actuator piezo stack design developed in parallel with the instrument itself. The development was a success, as witnessed by the instrument performance, in spite of some bad surprises discovered on the way. The devastating effects of operating without taking properly into account the loss of several actuators and the thermally and temporally induced variations in the DM shape will be analysed, and the actions taken to mitigate these defects through the introduction of specially designed Lyot stops and activation of one of the mirrors in the optical train will be described.