Définition et implémentation des corrections instrumentales de la mission spatiale CoRoT - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2007

Definition and implementation of the instrumental corrections of the CoRoT spatial mission

Définition et implémentation des corrections instrumentales de la mission spatiale CoRoT

Résumé

CoRoT (Convection, Rotation and planetary Transits) is a space mission conceived to the stellar seismology and the search of extra solar planets. Both scientific programs are based on very high precision photometry and require long and uninterrupted observations. For the study of the stellar oscillations, the instrument must be able to measure periodic variations of the order of ten parts per million on some stars of apparent magnitudes ranging from 5.4 to 9.5. For the exoplanet finding, based on the method of planetary transits, the goal is to detect the temporary occultation of the star by the orbiting planet, which results in a weak reduction in the collected stellar flux. For this purpose, the instrument is designed to observe simultaneously several thousands of stars, of apparent magnitudes between 12 and 15.5, and to detect occultation of luminosity as small as a thousand of parts per million. To reach this level of performance, the on board and ground data reductions must be optimized, ensuring the respect of the scientific and technical project constraints. In his context, this thesis plays a very important role on the final photometric performance of the instrument. On the one hand, it defines the on board optimum photometric masks for the asteroseismology channel. These photometric apertures define in an irremediable way the quality of the data that will be treated on the ground. On the other hand, it treats one of the most important ground corrections to reach the photometric performances of both scientific programs: the photometric correction due to the satellite attitude fluctuations (jitter). To approach these two topics this thesis initially describes the CoRoT project and its scientific goals. The main concepts necessary to the comprehension of the origin of the problems dealt with here are presented. The theory of the photometric ground correction for satellite jitter effects is developed and the first validation results obtained on the test bench are shown. Then we describe the jitter reconstitution of each star observed by CoRoT. That is necessary to calculations of jitter photometric corrections. To finalize the theoretical part the development of the optimum mask calculation and its simulation results are presented. The last chapter shows the results obtained on the on-orbit data from a Canadian satellite called MOST, and then it shows the results obtained on the CoRoT on-orbit data. The qualities of both CoRoT on-orbit data and corrections proposed by this work are confirmed. These corrections prove to be an essential step to reach the specified photometric performances.
CoRoT (Convection, Rotation et Transits planétaires) est une mission spatiale dédiée à la sismologie stellaire et à la recherche de planètes extrasolaires. Les deux programmes scientifiques se basent sur une photométrie de très haute précision et requièrent de longues durées d’observations ininterrompues. Pour l’étude des oscillations stellaires, l’instrument doit être capable de mesurer des variations périodiques de l’ordre d’une dizaine de parties par million sur quelques étoiles de magnitudes apparentes comprises entre 5. 4 et 9. 5. Pour la recherche d’exoplanètes, basée sur la méthode de transits planétaires, le but est de détecter l’occultation temporaire de l’étoile par la planète en orbite, ce qui se traduit par une faible diminution du flux stellaire collecté. Pour cela, l’instrument est conçu pour observer simultanément plusieurs milliers d’étoiles, de magnitudes apparentes entre 12 et 15. 5, et pour détecter des baisses de luminosité aussi petites qu’un millier de parties par million. Pour atteindre ce niveau de performance, les réductions de données à bord et au sol doivent être optimisées, tout en assurant le respect des contraintes scientifiques et techniques du projet. Pour autant, cette thèse joue un rôle très important sur la performance photométrique finale de l’instrument. D’une part elle définie les masques photométriques optimum chargés à bord pour la voie d’asterosismologie. Ces ouvertures photométriques définissent de façon irrémédiable la qualité des donnés que l’on traite au sol. D’autre part elle porte sur l’une des corrections sol les plus importantes pour atteindre les performances photométriques des deux programmes scientifiques : la correction photométrique due aux fluctuations d’attitude (jitter) du satellite. Pour aborder ces deux parties cette thèse décrit d’abord le projet CoRoT et ses objectifs scientifiques, et les principaux concepts nécessaires à la compréhension des origines des problèmes ici traités. Ensuite la théorie de la correction sol des effets du jitter du satellite sur la photométrie est développée et les premiers résultats de validation obtenus sur le banc de test sont montrés. Ensuite on décrira la reconstitution du jitter de chaque étoile observée par CoRoT. Cela est nécessaire aux calculs de correction photométrique du jitter. Pour finaliser la partie théorique le développement du calcul des masques optimum et les résultats des simulations sont présentés. Le dernier chapitre montre d’abord les résultats obtenus juste avant le lancement de CoRoT sur les données vol issues du satellite canadien MOST et ensuite les résultats sur les données vol de CoRoT. Les qualités tant des données réelles que des corrections proposées par ce travail sont confirmées. Ces corrections s’avèrent une condition essentielle pour atteindre les performances photométriques spécifiées.
Fichier principal
Vignette du fichier
thèse_fabio_fialho_final.pdf (9.29 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

tel-03521467 , version 1 (18-02-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03521467 , version 1

Citer

Fabio de Oliveira. Définition et implémentation des corrections instrumentales de la mission spatiale CoRoT. Instrumentation et méthodes pour l'astrophysique [astro-ph.IM]. Université Paris VI - Pierre et Marie Curie, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-03521467⟩
59 Consultations
3 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More