Les performances de MXT validées après une campagne de test en faisceau X
Une campagne dédiée à la vérification et validation des performances des différents modules (optique, caméra, électronique) du télescope MXT de SVOM vient d’être conduite avec succès à la station de faisceaux à rayons-X Panter située près de Munich. Les résultats valident le concept de l’instrument MXT et engage le projet MXT vers de nouvelles étapes avant son installation sur la plateforme du satellite SVOM en 2021.
Février 2020, les équipes du télescope MXT (CNES, CEA, Université de Leicester-UK, MPE-Garching et IJCLAb-Orsay) se retrouvent au sein de l’installation Panter, située au sud-ouest de Munich. Cet équipement, de renommée mondiale et placé sous la responsabilité du Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik (MPE), fournit un faisceau de photons X permettant la caractérisation des télescopes à rayons X. De très nombreuses missions spatiales X, à commencer par le télescope X ROSAT, ont bénéficié des facilités offertes par cet équipement (voir https://www.mpe.mpg.de/heg/panter).
L’objectif du programme consistait à réaliser un test complet du modèle de performance de MXT. Le télescope, composé du modèle de qualification optique (QM), du modèle de performance de la caméra (PM), avait été intégré au CNES de Toulouse avant son transport à Panter fin janvier 2020. Tous les éléments étaient représentatifs du modèle vol en termes de performances (à l’exception de la distance focale, légèrement plus courte que celle du modèle de vol). Cet étalonnage a permis de valider pour la première fois un système complet de télescope type « Lobster-Eye » dans une configuration à petit champ.
Après la mise en place et la validation de l’environnement thermique, les tests de performance se sont déroulés pendant deux semaines, temps durant lequel les scientifiques et ingénieurs de l’équipe ont testé différents éléments du télescope. 170 runs scientifiques ont été nécessaires afin de répondre aux objectifs scientifiques définis dans le cahier des charges.
Les propriétés de la fonction d’étalement du point MXT (PSF ou résolution spatiale) ont été mesurées à différentes positions et énergies sur toute la gamme opérationnelle de MXT soit 0,2-10 keV. La FWHM (largeur à mi-hauteur) de la PSF à l’énergie de 1,5 keV a été mesurée à 9,6 minutes d’arc, avec un niveau négligeable de vignettage sur l’ensemble du champ de vision.
Les tests effectués ont également permis de mesurer la performance spectrale du télescope sur toute sa plage d’énergie. Au cours de ces procédures, la caméra MXT a confirmé être un système à faible bruit avec des capacités spectrales de pointe. À titre d’exemple, un spectre de source Al-K est présenté (voir figure ci-dessous). La résolution en énergie pour les événements uniques mesurés à la température de fonctionnement nominale du MXT (~ -70°C) est de 78 eV, une valeur inférieure à celle exigée (80 eV) et donc prometteuse en termes de potentiel scientifique.
La campagne d’essais à Panter de ce Modèle de Performance (PM) est une étape importante dans la validation du concept global du télescope MXT.
Les prochaines étapes pour le télescope MXT sont l’achèvement des sous-systèmes du modèle de vol et leur intégration. Suivront dans environ un an les essais finaux à l’équipement Panter. Le télescope MXT sera ensuite expédié en Chine en vue de son intégration finale sur la plate-forme du satellite SVOM.
