L’antenne DVA-1 et le Canada DVA-1 équipe Conseil national de recherches.

Crédit: CNRC-NRC

TECHNOLOGIE

Développement technologique canadien pour le SKA

Partout dans le monde, les efforts de recherche et développement du projet SKA se poursuivent depuis une décennie. Les travaux de conception pour la préconstruction du SKA1 (qui représente 10 % du réseau complet) ont véritablement commencé en 2013; les travaux de construction de SKA2 (le reste du réseau) devraient commencer au début des années 2020.

Le Canada, qui est l’un des six pays qui ont formé le consortium SKA initial en 2000, a participé à la phase de conception initiale et de préparation depuis le début. Cette participation comprend notamment des contributions à la conception de SKA1 de quatre des dix consortiums de conception qui vont mettre au point deux technologies de radiotélescope permettant de recevoir la vaste gamme de fréquences voulue :

  • SKA1-Low : Antennes paraboliques avec un réseau à ouverture composé d’environ 130 000 doublets pour les fréquences radio inférieures (50-350 MHz).
  • SKA1-Mid : Réseau d’environ 200 antennes paraboliques pour les fréquences plus élevées (350-14000 MHz)

 

Les travaux de recherche et développement canadiens se concentrent sur des domaines technologiques dans lesquels nous possédons une solide expérience, avec un potentiel élevé de réutilisation ailleurs que dans le SKA, où nos approches inédites permettent d’atteindre les objectifs scientifiques du SKA tout en respectant les contraintes économiques.

SKA1 : travaux de conception préconstruction

La participation du Canada à la phase préconstruction du SKA est appuyée par le CNRC, le milieu universitaire (notamment le comité consultatif sur le SKA de l’ACURA) et des partenariats avec CANARIE (Ottawa, Ontario). Les contributions technologiques du Canada comprennent :

Consortium de l’unité centrale de traitement de signaux

Le CNRC dirige le Consortium de l’unité centrale de traitement de signaux avec l’aide de son partenaire de l’industrie, MacDonald Detweiller & Associates (MDA; Richmond, Colombie-Britannique). Les travaux réalisés comprennent la conception des corrélateurs et des conformateurs de faisceau ainsi que des traiteurs non imageurs de recherche et de chronométrage des pulsars.

central_signal_processor_logo-300x211

Consortium des antennes paraboliques

  • Amplificateurs à faible bruit. Le CNRC, en collaboration avec Nanowave Technologies (Etobicoke, Ontario), a mis au point des amplificateurs à faible bruit cryogénique dont le niveau de bruit est parmi les plus faibles au monde. Ils seront intégrés aux récepteurs de MeerKAT produits par EMSS (Stellenbosch, Afrique du Sud). L’essai d’un de ces récepteurs avec l’antenne DVA1 est en cours. L’Université de Calgary et le CNRC étudient également la possibilité d’utiliser des amplificateurs à faible bruit fonctionnant à température ambiante, ce qui éliminerait les coûts inhérents au refroidissement cryogénique.
  • Numériseur de radiofréquences. L’Université de Calgary travaille à concevoir un convertisseur analogique numérique de faible puissance à large bande, tandis que le CNRC est chargé des numériseurs pour les antennes à un seul pixel, qui sont basés en partie sur l’architecture de numérisation utilisée par l’Université McGill pour CHIME.
  • Sources à réseau à commande de phase. Le CNRC et d’autres groupes ailleurs dans le monde cherchent à faire la démonstration de sources d’antenne parabolique à réseau à commande de phase, particulièrement des sources à réseau utilisant un refroidissement cryogénique pour réduire le bruit.

central_signal_processor_logo-300x211

Consortium de l’unité de traitement scientifique

Le Canada participe au consortium de l’unité de traitement scientifique mené par le Royaume-Uni en travaillant à une solution au problème créé par l’immense volume des données qui seront traitées par le SKA chaque jour.

  • Transmission des données. Au Canada, l’Université de Calgary collabore avec CANARIE (Ottawa, Ontario), Rackforce (Kelowna, Colombie-Britannique) et l’Université d’Alberta pour créer un banc d’essai pour la transmission des données de l’unité de traitement avec l’aide de partenaires internationaux au Royaume-Uni, aux Pays-Bas, en Afrique du Sud et en Australie.
  • Traitement et accès aux données archivées. Le Centre canadien des données astronomiques (CCDA) du CNRC apporte son soutien à ce consortium.
  • Pipeline de traitement de données. L’Université McGill, l’Université de la Colombie-Britannique, l’Université d’Alberta et l’Université de Calgary travaillent sur des aspects de ce problème.
  • Visualisation des données : Les images du SKA sont si grandes que le simple fait de les visualiser constitue un problème. Des astronomes de l’Université de l’Alberta et de l’Université de Calgary collaborent avec Calgary Scientific (Calgary, Alberta) pour résoudre des problèmes de visualisation des données.

central_signal_processor_logo-300x211

Consortium de gestion du télescope

 

Fort de son expérience avec l’Expanded Very Large Array (EVLA), le CNRC participe à la conception du système de surveillance et de commande et des interfaces avec le gestionnaire du télescope du SKA.

central_signal_processor_logo-300x211