Comet Interceptor / DFP / LEES

Groupe thématique : PEPS
Responsable scientifique : Nicolas André
Responsable technique : Andrei Fedorov

Comet Interceptor a été sélectionnée en juin 2019 en tant que première mission de classe F du programme Cosmic Vision de l’ESA (Agence Spatiale Européenne). Le lancement est prévu en 2028 par Ariane 6 depuis le Centre Spatial Guyanais à Kourou, avec la mission de classe M ARIEL. Elle a pour objectif d’étudier au cours d’un survol une comète dans son état d’origine ou bien, même si la probabilité est plus faible, un objet interstellaire. L’objectif scientifique est de disposer de nouvelles données sur le processus de formation du Système Solaire et sur les matériaux primitifs de la nébuleuse solaire. Des moyens d’observation terrestres puissants, comme le LSST (opérationnel en 2022), seront utilisés pour détecter une cible et son orbite suffisamment à l’avance pour que la sonde spatiale – jusque là placée au point de Lagrange L2 en position d’attente – puisse se placer sur une trajectoire d’interception avant que l’objet céleste s’approche du Soleil.
Comet Interceptor comprend deux satellites filles en plus du satellite mère qui seront largués peu avant le survol pour fournir pour la première fois des données tridimensionnelles de la comète.

L’expérience DFP (Dust, Field, and Plasma) est une suite d’instruments dédiée aux mesures multi point de l’environnement ionisé et poussiéreux d’une comète. DFP mesurera en particulier les champs magnétique et électrique, les paramètres plasma (densité, température, vitesse), les fonctions de distribution des électrons, des ions, les Atomes Energétiques Neutres, le potentiel du satellite et les impacts de poussières cométaires dans le vent solaire et l’environnement cométaire.
DFP comprend 5 instruments sur le satellite mère :
– un spectromètre d’électrons (LEES),
– un magnétomètre (FGM),
– un spectromètre de masse ionique et d’Atomes Energétiques Neutres (SCIENA),
– un senseur de poussière (DISC)
– et une sonde de Languir avec une sonde à impédance mutuelle (COMPLIMENT)
ainsi que trois instruments sur un des deux satellites fille
– FGM, 
– COMPLIMENT,
– et DISC.

L’instrument LEES (Low-Energy Electron Spectrometer) est un spectromètre d’électrons de basses-énergies (1 eV-1 keV) conçu et réalisé par l’IRAP avec une contribution technique de l’Université Charles en République Tchèque et du MSSL en Angleterre, qui fait partie de l’expérience DFP (Dust, Fields, Particles) destinée à étudier les populations de particules chargées et de poussières dans les environnements magnétisés d’une comète ou d’un objet interstellaire.

Implication de l’IRAP

Conception et réalisation de l’instrument LEES

  • Implication scientifique
    • Mesure des  propriétés des populations de photoélectrons, d’électrons, d’ions et de poussières chargés négativement dans le vent solaire et dans la magnétosphère induite de la comète
    • Caractérisation la connexion magnétique avec le noyau et la queue cométaire
    • Identification des sources d’ionisation du gaz neutre cométaire
  • Implication technique
    Fourniture d’un spectromètre d’électrons complet pour le satellite mère : modèle structurel et thermique (STM), modèle d’ingénierie (EM), modèle de vol (FM) et kit de rechange pour les sous-systèmes suivants :
    • Le senseur avec deux surfaces optiques: l’analyseur électrostatique de type top-hat et le système de déflection en élévation.
    • Les détecteurs Galettes à Micro-Canaux (MCP) annulaires avec 16 anodes individuelles.
    • L’électronique de proximité (FEE) basée sur un ASIC nouvelle génération.
    • L’électronique de puissance hautes-tensions (HVPS) statiques
    • L’électronique de puissance hautes-tensions (SHVPS) à balayage
    • La carte numérique FPGA qui contrôle les tensions, récupères les données, crée les produits de données et les envoie à un DPU commun via un line spacewire.

Partenaires

Université Charles, République Tchèque ; MSSL, Angleterre ; LAB, France ; LPC2E, France ; CBK, Pologne ; IRF Uppsala, Suède ; IRF Kiruna, Suède ; Imperial College, Angleterre ; Université de Braunschweig, Allemagne ; IWF, Autriche ; INAF, Italie 

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