La dernière mission scientifique spatiale de l'ESA, JUICE, s'est envolée avec succès. De nombreux défis ont été relevés grâce à l'ONERA, avec la conception d’instruments innovants et l’évaluation de certains environnements aérospatiaux et leurs conséquences sur les systèmes embarqués.
En première ligne, le département physique, instrumentation, environnement, espace, (DPHY), dont plusieurs chercheurs font partie de l'équipe scientifique de l'instrument "RPWI" (Radio and Plasma Wave Investigation), l'un d'entre eux en tant que "co-investigateur". Cet instrument a pour vocation d'acquérir une compréhension fine des interactions plasmas entre Jupiter et ses principales lunes glacées. Pour cela, des chercheurs du DPHY ont travaillé à modéliser les environnements neutres, ionisés et électromagnétiques de Ganymède ainsi que leurs impacts sur les mesures de la sonde, en collaboration avec de nombreux laboratoires du CNRS (LATMOS, LESIA, LPC2E, LPP, IRAP). D'autres ont travaillé à modéliser les ceintures de radiations particulièrement intenses de Jupiter - ces zones où des électrons et protons sont piégés par le champ magnétique et, très agressifs pour la sonde, peuvent réduire sa durée de vie.
Au-delà de la contribution aux objectifs scientifiques de la mission, les équipes du DPHY Toulouse ont contribué aux études visant à assurer la survie du satellite et de sa charge utile dans l’environnement spatial hostile de Jupiter. En collaboration avec l'ESA, le CNES et différents industriels européens réalisant le satellite et la charge utile, et en particulier, Airbus Defence an Space, le DPHY a mis en application son savoir-faire en expertise sur les effets de l'environnement spatial, la simulation numérique et son ensemble de moyens de caractérisation expérimentale unique en Europe.
Ainsi, le DPHY a réalisé différentes études relatives à la charge interne, à la charge de surface, et aux propriétés électriques des matériaux en environnement électrisant (particules provenant des ceintures de radiation de Jupiter), c'est-à-dire à la façon dont les charges électriques viennent s'implanter en surface ou à l'intérieur du satellite (modélisées avec SPIS) : ces phénomènes peuvent conduire à des décharges électrostatiques, à des claquages, pouvant résulter dans la destruction d'équipements critiques du satellite.
Les cellules solaires d'Airbus Defence and Space ont été testées dans le moyen MIRAGE d'irradiation en électrons et protons qui est si unique que la NASA a demandé à pouvoir réutiliser ces résultats pour la mission Europa Clipper. Ce même moyen a permis de tester les senseurs solaires embarqués, qui sont des systèmes critiques puisqu'ils permettent d'orienter le satellite en configuration optimale pour capteur le flux solaire vers les générateurs solaires, condition nécessaire à l'accomplissement de la mission JUICE. Le même environnement très agressif peut dégrader leur fonctionnement au point de les rendre inutilisables.
Par ailleurs, de nombreux autres instruments ou équipements ont été testés dans les moyens du DPHY. Ainsi, Meisei Electric a financé le passage de photo-diodes utilisées comme altimètre dans le moyen GEODUR, équipement unique au monde pour tester la charge interne. Ce même moyen a été aussi utilisé par l'IRAP (Institut de recherche en astrophysique et planétologie) pour des détecteurs d'électrons.
L'isolation multi-couche développée par RUAG est essentielle puisqu'elle protège les dix instruments embarqués. Elle est passée dans le moyen SEMIRAMIS du DPHY. Des essais complexes puisque réalisés avec des irradiations de haute énergie en électrons et protons, mais aussi avec un maintien de la température à -150°C.
Après ce lancement réussi, voilà JUICE en route vers Jupiter, prête à se confronter aux environnements sévères et à remplir ses missions scientifiques. L'apport de l'ONERA contribuera sans nul doute aux succès de cette mission des plus ambitieuses.
Pour en savoir plus sur l'instrument RPWI
