Environnement spatial
Environnement des véhicules spatiaux
Résultats de mesures de particules énergétiques à bord du satellite argentin SAC-C
La définition de l'environnement naturel en particules énergétiques autour des satellites est un sujet d'intérêt grandissant chez les industriels. En effet, d'une part les modèles utilisés jusqu'à présent sont anciens et ne prennent pas en compte les avancées dans la connaissance de cet environnement, et d'autre part les marges des industriels se réduisent peu à peu à cause de l'utilisation de nouvelles technologies (utilisation de composants commerciaux, cellules solaires, etc.). Cette définition passe par des mesures précises de cet environnement fluctuant, sur différentes orbites.
Pour la mesure de l'environnement en particules chargées de haute énergie (ceintures de radiation, particules solaires et rayons cosmiques), le CNES a développé à partir d'un détecteur du Centre d'Etudes Spatiales des Rayonnements embarqué à bord du satellite XMM (" X-ray multi mirror mission ") un module permettant la mesure de cet environnement et de ses effets sur les composants électroniques. L'ONERA/DESP a été chargé de la conception et du dépouillement de la partie effets et du traitement des mesures particules pour la définition de l'environnement. Ce module a été embarqué sur le satellite argentin SAC-C (" Satélite de Aplicaciones Cientificas -C") qui a été lancé en novembre 2000 sur une orbite héliosynchrone à 700 km.
Les résultats obtenus sont d'un grand intérêt aussi bien scientifique que du point de vue des applications. Le 31 mars 2001, un orage magnétique intense a modifié fortement les ceintures de radiations d'électrons comme de protons (figure 1). La modification de la ceinture interne d'électrons est connue sur d'autres exemples (voir en avril 2001), mais celle de la ceinture de protons n'avait été observée clairement qu'une seule fois pendant l'orage de mars 1991 par le satellite américain CRRES (" Combined Release and Radiation Effect Satellite »). La figure 1 montre que la ceinture de protons de 10 MeV semble avoir deux états distincts, qui existent pendant des mois. La cartographie de la ceinture avant et après cet orage est montré sur la figure 2 : l'orage a modifié fortement la taille et la forme de l'anomalie sud-atlantique. Ces données obtenues seront confrontés à des résultats de simulations physiques développés au DESP (Salammbô).
Cet effet sur l'environnement montre le besoin de mesures sur de longues périodes de temps et sur différentes orbites, étant donné que le nombre d'états différents et la durée de chacun d'entre eux sont inconnus. D'autres mesures utilisant le même module ont eu lieu sur la station russe MIR ou sont en cours ou prévues dans un futur proche.
Evolution des flux de protons et d'électrons dans une cartographie L-temps
pendant la période décembre 2000-septembre 2001
mesurés sur le satellite SAC-C.
Cartographies des flux de protons de 10 MeV
avant (en haut) et après (en bas) l'orage magnétique du 31 mars 2001
