Le projet du télescope Einstein franchit une nouvelle étape puisque le prototype E-TEST, développé dans les laboratoires de l'ULiège et du CSL, est envoyé au Centre spatial de Liège pour y subir une batterie de tests cryogéniques et vibratoires. Pour fonctionner de manière optimale, le futur miroir du télescope Einstein doit résister à un refroidissement à des températures extrêmes et n'être soumis à presque aucune vibration.
"C'est une étape importante pour ce projet unique et ambitieux sur 4 ans, démarré en 2020", explique Christophe Collette, ingénieur et coordinateur de projets scientifiques à l'unité de recherche Aérospatiale &Génie Mécanique de l'ULiège. "Nous avons subi quelques retards et revers en raison de la pandémie, de l'accès aux matériaux et de l'augmentation des délais de livraison, mais grâce à la détermination de l'équipe, nous sommes arrivés à temps avec un prototype fini."
Assemblé chez AMOS d'août à octobre 2023, le prototype E-TEST a été transféré à CSL début novembre pour être placé dans la cuve à vide FOCAL 6.5, qui a servi aux tests de refroidissement.
Pour éviter tout risque de vibration, le prototype a été placé dans une enceinte vide de 6,5 m de diamètre et refroidi par rayonnement (sans contact). "En réfrigération, cette méthode est généralement moins efficace. Nous avons néanmoins contourné le problème en augmentant la surface d'échange entre le panneau froid et le cryostat à l'intérieur", explique Christophe Grodent, directeur commercial de CSL. "Les panneaux ont été refroidis à l'aide d'un liquéfacteur d'hélium, utilisé pour toutes nos applications cryogéniques."
Les tests ont débuté le 22 novembre et l'équilibre a été atteint le 11 décembre 2023. En 18 jours, les installations ont pu passer d'une vingtaine de degrés Celsius à environ -250°C.
"Même si nous espérions descendre en dessous de 40 Kelvin (K), nous ne nous attendions pas à atteindre une température d'équilibre de 22 K sur le miroir. Les panneaux thermiques ont atteint une température comprise entre 14K et 17K Kelvins. Cela change la donne." Ces résultats impressionnants démontrent la qualité des installations et des capacités cryogéniques du CSL.
Même si le prototype E-TEST doit encore être dans sa configuration finale, il n’en est pas loin. Le cœur de son fonctionnement, son miroir de 45 cm de diamètre et 27 cm d'épaisseur, en silicium, arrivera d'ici fin 2024. Il est unique au monde et est actuellement produit par une entreprise américaine. spécialisé dans le domaine et le seul fournisseur de ce type de produit.
"Nous travaillons avec un miroir en aluminium, un matériau très similaire, que nous avons peint en noir pour augmenter son émissivité", explique Christophe Collette. "Si ce miroir réussit les tests de vibration, le miroir en silicium les réussira également avec brio."
Ces tests de vibrations sont essentiels car ils renseignent sur l'amortissement interne du miroir et sa capacité à rester stable. L'un des principes fondamentaux du projet de télescope à ondes gravitationnelles est d'effacer les vibrations de la Terre pour obtenir une stabilité maximale dans la détection des ondes.
« Les premiers résultats sont encourageants, mais il reste encore quelques améliorations à apporter. C'est le principe d'un prototype :tester, apprendre et améliorer. Son système de suspension renforcera la stabilité du miroir, ce qu'étudie actuellement une entreprise liégeoise. ."
En attendant l'arrivée du miroir en silicium, le prototype E-TEST n'est pas resté au placard. « Le projet se poursuit et nous réalisons de nouveaux tests dans différentes conditions, ce qui nous permettra d'améliorer encore ses performances. De plus, ce prototype pourra également être utilisé efficacement par d'autres chercheurs travaillant sur différents projets dans le domaine de la détecteurs d'ondes gravitationnelles et autres domaines connexes."
Fourni par l'Université de Liège
