Planck pre-launch status: The HFI instrument, from specification to actual performance

Autor: Peter A. R. Ade, V. Yurchenko, F. Piacentini, R. Pons, M. Nexon, G. Recouvreur, Christopher G. Paine, C. Dumesnil, Philippe Camus, J. Pahn, O. Perdereau, M. Tristram, Sarah E. Church, M.-A. Miville-Deschênes, A. Coulais, J. J. Bock, F.-X. Désert, J. Lande, G. Serra, J. F. Macías-Pérez, F. Pajot, J.-L. Beney, F. Bouchet, Simon Prunet, J.-P. Torre, C. Leroy, N. Ponthieu, Bruno Maffei, E. Bréelle, M. Giard, B. P. Crill, J.-L. Puget, L. Vibert, W. A. Holmes, T. C. Koch, E. Hivon, J. Haissinski, R. V. Sudiwala, B. Mansoux, L. Montier, K. Dassas, C. Renault, C. Evesque, R. S. Bhatia, Alain Benoit, J. Charra, Sophie Henrot-Versille, W. C. Jones, Y. Blanc, P. de Bernardis, A. Arondel, F. Couchot, C. Rosset, Martin Crook, C. Marty, Stéphane Plaszczynski, B. Leriche, Etienne Pointecouteau, D. Rambaud, D. Santos, J.-F. Sygnet, M. Charra, Tom Bradshaw, J.-M. Delouis, I. Ristorcelli, P. Eng, Jan Tauber, Thierry Maciaszek, Karim Benabed, H. Lagardère, D. Yvon, A. Moneti, J. Narbonne, Giorgio Savini, Andrew E. Lange, X. Dupac, Y. Longval, A. Catalano, R. Gispert, P. de Marcillac, P. Lami, George Efstathiou, C. Mercier, Silvia Masi, Jacques Delabrouille, J. A. Murphy, Ken Ganga, J.-Ph. Bernard, M. Piat, Adam Woodcraft, J.-M. Lamarre, G. Guyot, L. Guglielmi, P. Stassi, J.-J. Fourmond
Přispěvatelé: Laboratoire d'Etude du Rayonnement et de la Matière en Astrophysique (LERMA), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), Université Paris-Seine-Université Paris-Seine-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'astrophysique spatiale (IAS), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National d’Études Spatiales [Paris] (CNES), Institut d'Astrophysique de Paris (IAP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de l'Accélérateur Linéaire (LAL), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hélium : du fondamental aux applications (NEEL - HELFA), Institut Néel (NEEL), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre d'étude spatiale des rayonnements (CESR), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Cryogénie (NEEL - Cryo), APC - Gravitation (APC-Gravitation), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI), Max-Planck-Gesellschaft-Max-Planck-Gesellschaft, Laboratoire d'Astrophysique de Grenoble (LAOG), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), APC - Cosmologie, Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPhP), Institut de Recherches sur les lois Fondamentales de l'Univers (IRFU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, PLANCK, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11), Hélium : du fondamental aux applications (HELFA), Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3), Cryogénie (Cryo), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI), Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Département de Physique des Particules (ex SPP) (DPP), École normale supérieure - Paris (ENS Paris)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université de Cergy Pontoise (UCP), HELFA - Hélium : du fondamental aux applications, Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Cryo - Cryogénie, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik ( Albert-Einstein-Institut ) (AEI), Physique Corpusculaire et Cosmologie - Collège de France (PCC), Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Collège de France (CdF)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Institut Polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2010
Předmět:
cosmic microwave background
[PHYS.ASTR.IM]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM]
Point source
[SDU.ASTR.CO]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO]
Cosmic microwave background
Cosmic background radiation
Context (language use)
Astrophysics
Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics
7. Clean energy
01 natural sciences
Radio spectrum
law.invention
[PHYS.ASTR.CO]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Cosmology and Extra-Galactic Astrophysics [astro-ph.CO]
symbols.namesake
techniques: photometric
Optics
law
space vehicles: instruments
submillimeter: general
techniques: polarimetric
0103 physical sciences
Calibration
Planck
010303 astronomy & astrophysics
QB
Physics
010308 nuclear & particles physics
business.industry
Bolometer
Astrophysics::Instrumentation and Methods for Astrophysics
Astronomy and Astrophysics
[SDU.ASTR.IM]Sciences of the Universe [physics]/Astrophysics [astro-ph]/Instrumentation and Methods for Astrophysic [astro-ph.IM]
Space and Planetary Science
symbols
business
Zdroj: Astronomy and Astrophysics-A&A
Astronomy and Astrophysics-A&A, 2010, 520, pp.A9. ⟨10.1051/0004-6361/200912975⟩
Astronomy and Astrophysics-A&A, EDP Sciences, 2010, 520, pp.A9. ⟨10.1051/0004-6361/200912975⟩
ISSN: 0004-6361
Popis: Context. The High Frequency Instrument (HFI) is one of the two focal instruments of the Planck mission. It will observe the whole sky in six bands in the 100 GHz–1 THz range.\ud \ud Aims. The HFI instrument is designed to measure the cosmic microwave background (CMB) with a sensitivity limited only by fundamental sources: the photon noise of the CMB itself and the residuals left after the removal of foregrounds. The two high frequency bands will provide full maps of the submillimetre sky, featuring mainly extended and point source foregrounds. Systematic effects must be kept at negligible levels or accurately monitored so that the signal can be corrected. This paper describes the HFI design and its characteristics deduced from ground tests and calibration.\ud \ud Methods. The HFI instrumental concept and architecture are feasible only by pushing new techniques to their extreme capabilities, mainly: (i) bolometers working at 100 mK and absorbing the radiation in grids; (ii) a dilution cooler providing 100 mK in microgravity conditions; (iii) a new type of AC biased readout electronics and (iv) optical channels using devices inspired from radio and infrared techniques.\ud \ud Results. The Planck-HFI instrument performance exceeds requirements for sensitivity and control of systematic effects. During ground-based calibration and tests, it was measured at instrument and system levels to be close to or better than the goal specification.
Databáze: OpenAIRE
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