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  Expériences spatiales

BepiColombo

Objectif Mercure: une Mission conjointe ESA/JAXA

Sondage de l'Environnement Ionisé de Mercure, AM²P

 

 

PLANETE MERCURE

Mercure est la planète la plus proche du Soleil (0.31-0.47 U.A.). C'est aussi la moins bien connue des planètes telluriques. Les seules observations in situ sont celles réalisées il y a plus de 25 ans par la sonde américaine Mariner lors de ses trois survols de la planète et peu d'informations peuvent être obtenues directement à partir de la Terre. En conséquence, l'interaction entre l'environnement de Mercure et le milieu interplanétaire (vent solaire) est l'objet de nombreuses spéculations et seuls des modèles empiriques, parfois contradictoires, ont été développés.

MISSION BepiColombo

BepiColombo est un projet commun des agences européenne, ESA , et japonaise, JAXA . Deux satellites la composent: l'orbiteur planétaire de l'ESA, MPO, et l'orbiteur magnétosphérique de la JAXA, MMO. MPO et MMO sont voués à l'exploration de Mercure et son environnement (lancement par une seule fusée Soyuz-Fregat en mai 2012; arrivée près de Mercure en novembre 2016; un an terrestre en opération autour de la planète).

 

ORBITES DE MMO ET MPO

MMO est un satellite en rotation placé sur une orbite polaire de 400 km x 12 000 km autour de Mercure. MPO est stabilisé 3-axes sur une orbite polaire à faible excentricité (400 km x 1500 km).

MAGNETOSPHERE de MERCURE

Mercure et la Terre sont les seules planètes telluriques dotées d'un champ magnétique interne . Celui de Mercure est faible (100 fois plus faible, en surface, que celui de la Terre) mais suffisant pour autoriser la formation d'une cavité magnétique ( magnétosphère ). Un des défis de la mission BepiColombo est ainsi de comprendre quelles sont les différences et similitudes entre les structures magnétosphériques de la Terre et Mercure, entre les phénomènes transitoires, et entre les variations en fonction de l'activité solaire.

 

 

JOUR SOLAIRE

La période de rotation (58 jours terrestres) de Mercure est égale aux deux tiers de son cycle de révolution autour du Soleil (88 jours terrestres). Autrement dit, le jour solaire sur Mercure est égal à 2 années mercuriennes (176 jours terrestres).

EXPERIENCE AM²P

L'expérience “ Active Measurement of Mercury's Plasma ”, AM 2 P , est conçue pour sonder les milieux ionisés (plasmas) près de Mercure, dans la magnétosphère et le milieu interplanétaire proche. Des paramètres fondamentaux tels que la densité et la température de la composante thermique des électrons sont en effet déduits des mesures des impédances propre et mutuelle de l'antenne électrique double-sphère suédoise MEFISTO (Mercury Electric Field In Situ TOol) dans une gamme de fréquence comprenant la fréquence plasma (fréquence d'oscillation caractéristique du milieu). Les mesures in situ des impédances sont aussi essentielles pour calibrer les mesures de champ électrique, en particulier elles permettent de fixer la longueur effective de l'antenne en fonction de la fréquence et des caractéristiques du plasma sondé.

PRINCIPE de la MESURE d'AM²P

Un signal sinusoïdal issu d'un générateur de courant I (ou de tension V ) est appliqué à l'antenne MEFISTO, sous forme d'impulsions de courtes durées (quelques ms) dans une gamme de fréquence allant de 0.7 à 120 kHz. Pendant l'émission, AM 2 P mesure la tension V (ou le courant I ) induit par ce signal. Pour chaque fréquence émise, provenant d'une table donnée, un spectre est calculé à bord, à l'aide d'un algorithme de transformé de Fourier rapide. Un spectre final est alors constitué en ne gardant que les fréquences transmises des spectres individuels. Il correspond à la variation de l'impédance de l'antenne Z = V / I en fonction de la fréquence, pour un plasma donné.

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