Instrumentation pour la radio-astronomie

Travaux sur les jumeaux numériques. En premier lieu, l’augmentation d’échelle (flux, volumes, débit, performances) à l’ère de SKA pose des défis logistiques qu’il faut être capables de simuler pour le développement. La gestion des flux de données brutes sortant des récepteurs de SKA, le transit et leur stockage constituent des problématiques complexes. Dans ce, il faut être capable de générer ces flux i) au format utilisé par la communauté, ii) compatibles avec les outils de traitements existants (ou à développer) et iii) attacher une importance à apporter un contenu réaliste à ces données pour répondre au mieux aux besoins des radioastronomes. Ce lots de travaux incluera donc:

• La génération des conteneurs (format standard de stockage des visibilités sous forme de Measurement Sets — MS), couvrant un large spectre de dimensionnalité (nombre d’échantillons temporels, spectraux et de Fourier).
• La génération des données, reflétant la très grande diversité de sources du ciel radio en termes de taille, distance, variabilité temporelles et spectrales, intensité, morphologie, en se fondant, d’une part, sur les expertises des participants radioastronomes et, d’autre part, sur les outils de simulation de réponse instrumentale existants pour SKA
• La gestion des simulations et résultats des évaluations de performace (benchmarking), afin d’étudier l’influence de certains paramètres continus (par exemple pour la calibration ou l’imagerie), à travers la mise en place d’une base de données de simulations commune à travers le laboratoire commun

Travaux sur les méthodes de traitement. L’un des enjeux de l’imagerie par interférométrie est de retirer la réponse instrumentale avec précision. Cela se fait en deux étapes clefs : (i) la calibration, permettant de minimiser les erreurs/déviations systématiques et aléatoires du comportement de l’instrument, et (ii) l’imagerie & déconvolution, visant, à travers la résolution d’un problème inverse, à corriger la synthèse d’ouverture incomplète de l’interféromètre et donc d’une qualité de la réponse impulsionnelle synthétique correspondante, différente pour chaque observation. Cette activité visera à identifier les traitements génériques et ceux spécifiques à une exploitation donnée des observations pour éviter de biaiser les données publiées vers les SRC. Un des thèmes principaux se concentrera sur l’amélioration des algorithmes de déconvolution. Un échange direct avec les radioastronomes est aussi critique pour valider les pistes d’optimisation (par exemple utilisation de la précision arithmétique réduite et validation qu’elle permet d’atteindre la précision et la sensibilité requise pour les objectifs scientifiques)

Travaux en soutien au développement des SRC et préparation à l’exploitation. L’objectif des travaux menés dans ECLAT est d’être compatible et en mesure de répondre aux SKA data challenge. La participation des radioastronomes est vitale pour préparer ces participations en veillant à la pertinence des solutions proposées et construites, avec les besoins de la communauté, pour les différents cas scientifiques prévus pour SKA

Prototypage et exploitation scientifique. Les développements opérés dans le cadre d’ECLAT permettraient de formuler des solutions techniques pour le co-design au travers de prototypes qui pourraient, d’ores et déjà, être utilisés pour améliorer drastiquement les capacités de démonstrateurs de SKA, comme NenuFAR. Les axes d’amélioration identifiés sont : i) une meilleure prise en charge du stockage et du traitement imposé des données brutes de NenuFAR et ii) permettre la distribution des données HD vers les partenaires français.