Groupe thématique : PEPS
Responsable scientifique : Nicolas André
Responsable technique : Eric le Comte
Le groupe PEPS conçoit et fabrique des spectromètres d’électrons et des spectromètres de masse des ions dans la gamme d’énergie allant de quelques eV à plusieurs dizaines de keV. Ces spectromètres doivent être étalonnés avant d’être livrés aux différentes agences spatiales et partenaires de l’IRAP. Un nouveau système d’étalonnage complet, moderne, pour mener à bien les développements instrumentaux et les R&T du groupe dans le respect des normes et des exigences du spatial a été développé à l’IRAP de 2012 à 2018. Cette nouvelle plateforme, CALIPSO (CALibration d’Instruments Particules et Services d’Observation), a été mise en service en 2018 et sera ouverte vers l’extérieur en 2020.
Equipements
Le plasma est l’état de la matière le plus commun dans l’Univers et le Système solaire. CALIPSO est un ensemble de trois enceintes à vide, de respectivement 3 m3, 1 m3 et 20 L, destinés à étalonner les instruments plasma et particules de l’IRAP et de ses partenaires (académiques et potentiellement à terme industriels). Ces instruments ont pour but de détecter les particules chargées (ions et électrons) du plasma présent dans les différents environnements chargés et magnétisés du Système Solaire. La gamme d’énergie couverte par ces moyens d’étalonnage est comprise entre 10 eV et 30 keV.
Dans les enceintes à vide, à température ambiante et dans le vide, un dispositif automatisé permet d’orienter les instruments à 360° pour être certain de tester leur bon fonctionnement selon tous les angles de détection possibles. Les trois enceintes sont reliées à différents types de canons à ions et/ou électrons destinés à bombarder les instruments spatiaux de particules chargées. Le plus souvent, le filament d’une lampe est chauffé pour produire un plasma d’électrons. Ces électrons sont ensuite accélérés par application d’une haute tension (pouvant atteindre 30 kV dans le cas de CALIPSO 1) puis, soit directement envoyés sur l’instrument à tester (canon à électrons), soit envoyés sur un gaz résiduel pour produire des ions (canon à ions) qui seront à leur tour accélérés pour bombarder l’intérieur de l’enceinte à vide.
Tous les systèmes sont dotés d’automatismes capables de piloter les canons, les déplacements, et d’acquérir les différents paramètres des instruments 24H/24H. La calibration d’un instrument nécessite en générale 15 jours de fonctionnement à temps plein d’un des caissons et des tests de durée de vie d’instruments s’étalant sur plusieurs mois sont également réalisables.
Implication de l’IRAP
Pertinent ? A compléter ?