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Les 3 expériences scientifiques françaises embarquées sur , développées par les laboratoires du CNRS sous la responsabilité
du CNES, mobilisent une trentaine de scientifiques français. 2 sont
sous maîtrise d'œuvre française.
- VIRTIS, spectromètre imageur visible et infrarouge à haute et
basse résolution spectrale pour l'analyse de l'atmosphère de Vénus
;
- SPICAV, spectromètre atmosphérique UV & IR pour occultations solaires
et stellaires et observations nadir ;
- ASPERA, analyseur de plasma, imageur d'atomes neutres énergétiques
pour l'étude de l'environnement ionisé de la planète.
Le LESIA / CNRS est co-PI de l'instrument VIRTIS (Visible and
Infrared Thermal Imaging Spectrometer)
Cet instrument complexe a été initialement développé pour l'étude
d'une comète dans le cadre de la mission Rosetta. VIRTIS couvre
le domaine de 0,25 mm à 5 mm. Grâce à deux voies, Virtis-M dédiée
à la spectro-imagerie visible et infrarouge, et VIRTIS-H dédiée
à la spectroscopie infrarouge à haute résolution (R~1500), il combine
les mesures de variations spatiales et de mesures de composition
précise avec un haut pouvoir discriminant spatial et spectral.
L'adaptation aux observations de Vénus de VIRTIS est remarquable,
en particulier pour l'étude des faibles émissions de la face nocturne
qui donnent accès à l'atmosphère profonde de Vénus, jusqu'à la surface
dans le proche infrarouge. Sur la face diurne, la réflectivité des
nuages et l'absorption UV seront mesurées et cartographiées avec
précision.
Enfin, de faibles émissions de l'oxygène et du gaz carbonique de
la haute atmosphère sont également détectables, si bien que VIRTIS
pourra, au cours de la mission VENUS EXPRESS, réaliser une tomographie
complète de l'atmosphère de Vénus de la surface jusqu'à la thermosphère.
L'objectif principal de VIRTIS sur Vénus est la mesure de la composition
et de ses variations spatiales, liées à l'interaction chimique surface/
atmosphère.
Les tâches principales sous responsabilité du
/
ont été la réalisation de la voie haute résolution VIRTIS-H à partir
des sous-ensembles de rechange de
ainsi que l'élaboration des scénarios de missions de l'expérience.
Le Service d'Aéronomie / CNRS est PI de l'expérience SPICAV
SPICAV est une adaptation de l'instrument d'étude de l'atmosphère
de . Il est dédié à l'étude du cycle de l'eau et de son
évolution historique sur Vénus, ainsi qu'à la dynamique et à l'évolution
de l'atmosphère. Il peut effectuer des observations au nadir ainsi
que des mesures par occultation solaire ou stellaire. C'est un spectromètre
optique qui comprend trois canaux d'analyses : une voie UV, une
voie IR et une voie pour les mesures d'occultation solaire (SOIR).
Le est le seul laboratoire français en charge de la
maîtrise d'œuvre de l'instrument complet. Les scientifiques ont
eu la volonté de rajouter le canal SOIR d'occultation solaire, proposé
par l'IASB (Belgique), ce qui a constitué un véritable défi dans
le planning très contraint de VENUS EXPRESS. Cet instrument utilise
également pour les canaux IR, des filtres accordables (AOTF) fournis
par un laboratoire russe.
Ce développement a été un succès, en premier lieu grâce au travail
des équipes projets des laboratoires, mais aussi du fait de la collaboration
du maître d'œuvre qui a accepté d'intégrer très tardivement l'instrument
définitif sur le satellite et aux supports d'experts du CNES qui
ont aidé à résoudre certains aléas de développement.
Le CESR/CNRS est co-PI de l'expérience ASPERA
ASPERA a un double objectif :
- mesurer in situ les ions, les électrons et les particules neutres
du plasma de l'environnement de Vénus. Ceci à l'aide d'un spectromètre
d'électron, quadri-sphérique symétrique, d'un spectromètre magnétique
des ions et de spectromètres de neutres basés sur le principe de
l'incidence rasante des particules sur une cible de titane ;
- obtenir des images globales en atomes neutres de la planète et
de son interaction avec le vent solaire. Les atomes énergétiques
neutres résultent de l'échange de charge des ions du vent solaire
avec l'exosphère de la planète ; chaque pixel de l'image obtenue
renferme donc une information sur le profil de densité de l'exosphère
et sur le flux des ions solaires. Ce dernier est mesuré directement,
permettant ainsi d'inverser l'image pour obtenir une mesure globale
de l'exosphère.
Le
(Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements) est responsable du spectromètre
de masse des ions, de sa calibration, de son intégration. Il a développé
une anode de codage de position pour restituer la masse des ions
à partir de travaux de R&D antérieurs.
Moyens nécessaires aux développements et à l'exploitation d'expériences
scientifiques
Le crée
les conditions favorables pour que les laboratoires spatiaux puissent
développer et exploiter les expériences en participant à chaque
étape de leurs vies (R&D, consolidation des propositions, support
et expertise technique pendant le développent, moyens d'exploitation,
de traitement et d'archivage des données).
Le domaine d'expertise du CNES le plus utilisé pour ces expériences
est l'étude des méthodes et procédés nécessaires pour la spatialisation
des composants, au sens large, des instruments. Plusieurs interventions
ont été nécessaires pour VENUS EXPRESS afin d'analyser des anomalies
de fonctionnement pendant les tests en environnement spatial et
trouver les meilleures solutions correctives.
L'étalonnage des instruments nécessite la mise en œuvre de moyens
de laboratoires spécialisés, recréant les conditions de mesure dans
l'espace, que les laboratoires ont développé grâce à leur participation
à de nombreuses missions et aux études de R&T. Ces moyens sont des
atouts importants pour acquérir et développer la maîtrise des performances
instrumentales. Pour VENUS EXPRESS, le CESR a réalisé l'étalonnage
du spectromètre d'ions et l'IAS a réalisé l'étalonnage de VIRTIS.
Le CNES essaie de fédérer les besoins pour l'exploitation et l'archivage
des données afin de minimiser les coûts associés à l'exploitation
des données scientifiques.
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