Le projet international Square Kilometre Array (SKA) est un projet pour la construction d’un énorme réseau d’antennes qui sera l’équivalent d’un radio télescope d’une surface collectrice d’un kilomètre carré.
Une vue d’artiste montre ce que sera SKA une fois installé. L’instrument sera construit dans le désert australien pour la partie basse fréquence et dans le désert d’Afrique du Sud pour la partie moyenne et haute fréquence (site de SKA pour plus de détails).
Sa surface collectrice d’un kilomètre carré lui permettra d’atteindre une sensibilité qui surpassera de plusieurs ordres de grandeurs celles des plus grands radiotélescopes actuellement en opération dans sa gamme de fréquences.
Sa mise en pleine opération est prévue pour l’horizon 2030.
Une des activités de R&D est la réalisation de circuits intégrés pour les radiotélescopes du futur. Ces circuits intégrés ont pour vocations de réduire au maximum le coût de construction des futurs instruments tout en maintenant des performances élevées. L’Observatoire Radioastronomique de Nançay s’est spécialisée dans la conception de circuit électronique à temps de retards intégrés. En effet, usuellement ces temps de retards sont fabriqués à partir de câbles coaxiaux ou de lignes à retards montées sur des cartes électroniques. Ces dernières peuvent avoir un encombrement considérable sur les installations techniques des instruments. Avec le démonstrateur technologique EMBRACE, un circuit intégré « beamformer » (formateur de faisceaux d’observation) a été développé et conçu à l’Observatoire de Nançay. Ce circuit intégré a été produit à plusieurs milliers d’exemplaires afin d’équiper les deux stations EMBRACE européennes.
La miniaturisation des circuits électroniques est un réel enjeu pour les radiotélescopes du futur. De plus, au delà des défis technologiques à mettre en œuvre, la construction des futurs grands instruments tel que SKA se heurte aux coûts de construction et de fonctionnement. Le développement de circuits intégrés est un moyen efficace pour réduire l’empreinte de ces deux paramètres. Cela permet à la fois de réduire les coûts de fabrication mais surtout d’optimiser à très haut niveau les performances des radiotélescopes. Plusieurs circuits intégrés sont réalisés à travers différents projets internationaux. Cela va des amplificateurs faibles bruits au convertisseur analogique numérique.
EMBRACE est un démonstrateur de la technologie du réseau phasé dense pour la radio astronomie, en particulier pour le projet SKA mi-fréquence (500 à 1500MHz).
Ce prototype permet de pointer plusieurs sources astronomiques en même temps. Il est reconfigurable chaque seconde par l’ajustement des paramètres des antennes et de l’électronique associée (pas de déplacement de pièces mécaniques). Il a été développé conjointement avec l’institut hollandais ASTRON. Les équipes de Nançay sont notamment intervenus sur la conception de circuits intégrés réalisant le pointage, sur le pilotage informatique de l’instrument ainsi que sur les tests de validation pour qualifier les caractéristiques de ce prototype.
