Instrumentations dédiées à la chronométrie précise
L’équipe ASTRO du LPC2E, basée en particulier sur l’expertise instrumentale d’Ismaël Cognard, a une longue expérience de développement de plusieurs générations d’instrumentations dédiées à la chronométrie précise (quelques dizaines de nanosecondes) des pulsars en ondes radio. La technique consiste à corriger en temps réel, dans le flot de données qui arrivent au télescope, l’effet de dispersion du milieu interstellaire, qui imprime au signal un retard chromatique en 1/f^2, où f est la fréquence radio d’observation. L’instrumentation permet également d’intégrer en temps réel le signal en phase avec la rotation apparente du pulsar et donc de le détecter avec des temps de pose de quelques secondes à quelques minutes. Le premier module instrumental était analogique et utilisait un oscillateur à balayage dont le signal imitait la dispersion et que l’on mélangeait au signal astrophysique (années 1990). Depuis 2004, les nouvelles générations d’instrumentations sont numériques, basées sur une architecture hybride, alliant convertisseur analogique-numérique large bande et différents types de calculateurs : FPGA (Field-Programmable Gate Array), CPU (processeurs) et GPU (cartes graphiques). Après détection et numérisation, le signal large bande est découpé en canaux, dédispersé, puis intégré en fréquence et en temps. La génération actuelle permet de traiter une largeur de bande de 2 GHz avec le NRT ou de 2×75 MHz avec NenuFAR.
Les codes NUPPI (NRT) ou LUPPI (NenuFAR) développés en langages C et CUDA par (et sous la direction de) Ismaël Cognard, permettent de piloter en temps réel cette instrumentation numérique complexe et de produire des données scientifiques utilisables. Ces codes sont inspirés au départ du code GUPPI conçu pour le Green Bank Telescope (GBT). Ils sont maintenus par l’équipe et évoluent constamment.
