Profileur Bord Lunaire PBL
Parmi les instruments qui équiperont la station CATS, il y a le profileur bord lunaire PBL qui permet de remonter à la distribution verticale de la turbulence atmosphérique avec une haute résolution. L’instrument PBL utilise une méthode optique basée sur l’observation du bord d’un objet étendu tel que la lune ou le soleil. Les limbes de ces objets présentent l’avantage d’offrir toutes les séparations angulaires nécessaires entre deux points du bord (étoiles doubles) permettant de balayer l’atmosphère à toutes les altitudes avec une résolution très fine. L’instrument utilise la méthode différentielle d’un DIMM (Differential Image Motion Monitor) basée cette fois sur l’observation du limbe lunaire ou solaire à travers deux sous-pupilles de 6cm séparés par une base de 26.7cm. La corrélation angulaire le long du bord lunaire de la distance différentielle entre les deux images du bord permet de remonter au profil de l’énergie turbulente CN2(h). Les autres paramètres de la turbulence seront également accessibles à partir de cet instrument tels que le profil de l’échelle externe, le seeing ainsi que les angles isoplanétique et isopistonique. L’instrument PBL est aussi capable de fournir les profils de turbulence diurne au moyen du bord solaire. L’instrument PBL est le seul actuellement à répondre aux exigences des systèmes d’OA des futurs ELTs. Les autres instruments sont, soit exigeants en termes de diamètre de télescope (Scidar, Co-Slidar), de séparation d’étoiles doubles (Slodar) ou de coût (Ballons de radio-sondages). Quant à l’instrument MASS, il est pauvre en résolution (6 couches et uniquement dans l’atmosphère libre). L’instrument PBL permet d’avoir pour le moment 33 couches avec une résolution allant jusqu’à 100m dans la couche planétaire (<1km). L’instrument PBL est insensible à la couche de surface est sera donc, installé sol sous une coupole à fermeture automatique pour le protéger contre les intempéries (pluie, neiges, vent) qui surviennent sur le plateau de Calern.
Instrument PBL de la station CATS
Instrument PBL sur le site du Dôme C en Antarctique.
Exemples de résultats obtenus avec PBL sur le site du Dôme C (janvier 2011) à partir du bord lunaire (figure de gauche) et sur le bord solaire (figure de droite). En trait plein, on a le profil médian obtenu à partir des ballons de radio-sondages de la campagne de 2005.