-A +A

Taranis, microsatellite du CNES

Taranis est un microsatellite du CNES pour l'étude des phénomènes atmosphériques transitoires liés à l'activité des tempêtes: Flashs Gamma Terrestres (TGF), sprites, jets bleus, géants rouges, elfes et relations entre eux. Pour cela, il est équipé de plusieurs expériences en imagerie visible, mesure de champ électrique et magnétique, détection d'électrons et mesure de photons X et gamma. La charge utile est sous la responsabilité scientifique et technique de LPC2E (Orléans). L'examen préliminaire de la mission s'est achevé avec succès en juin 2009. TARANIS devrait être placé en 2019 sur une orbite héliosynchrone à 600-700 km d'altitude.

L'expertise d'APC en spectrométrie gamma nous a conduit à concevoir et développer l'instrument XGRE (X, Gamma et Electrons Relativistes) dédié à la détection et la mesure de TGF et BTE ("Terrestrial Electrons Beams"), le flux d'électrons généré lors du passage des photons gamma des TGF dans l'atmosphère.

 

Les TGF

Ces événements ont été découverts par le satellite BATSE de la NASA, dédié à l'étude des sursauts de rayons gamma cosmiques (voir SVOM / ECLAIRS) et confirmés par le satellite RHESSI de la NASA dédié à l'observation du soleil à haute énergie. Ces flashs gamma sont environ mille fois plus courts que les sursauts de rayons gamma cosmiques.

On pense qu'il s'agit du rayonnement de freinage électronique produit par un phénomène d'avalanche au-dessus des régions orageuses à 10 à 20 km d'altitude. Il est possible que l'avalanche soit déclenchée par une grande onde atmosphérique (voir AUGER et HESS). L'atmosphère absorbant les rayonnements, d'autant plus que son énergie est faible, la position de la coupure basse énergie dans le spectre gamma renseigne sur l'altitude de la région émettrice.

Satellite TARANIS

 

XGRE

L'instrument XGRE embarqué à bord de TARANIS, d'une surface totale de 900 cm2, doit distinguer les électrons et les photons et mesurer leurs dépôts d'énergie dans la gamme 20 keV - 10 MeV. Il doit dater chaque TGF et BER avec une précision de l'ordre d'une microseconde et peut déclencher les autres instruments. De plus, il doit localiser approximativement (30 °) la zone d'émission et mesurer le plus précisément possible la position de la coupure spectrale de basse énergie indiquant l'épaisseur de l'atmosphère traversée. L'instrument possède 3 capteurs, des sandwichs composés de 2 scintillateurs en plastique enfermant un scintillateur au bromure de lanthane (LaBr3). Les scintillateurs en plastique sont bien adaptés à la détection d'électrons et LaBr3 est un nouveau scintillateur, bon spectromètre gamma et très rapide. Le comptage de ces 3 détecteurs permettra de déduire la direction de propagation des particules. Les 3 capteurs de 300 cm2 chacun sont plans et présentent entre eux des angles de l'ordre de 40 °. De leurs décomptes relatifs, la direction de la zone émissive sera déduite.

 

Développements techniques

Le projet TARANIS comprend jusqu'à 7 instruments, dont le capteur XGRE mesurant les particules gamma et les électrons relativistes des flashs de très haute altitude.

L'instrument XGRE est composé d'un capteur et d'une carte analyseur (sous CNES), l'APC étant responsable du capteur.

Le développement de ces trois capteurs a nécessité l'expertise de l'équipe projet dans tous les domaines suivants:

  • Instrumentation
  • Mécanique
  • Électronique
  • AIT / AIV
  • AQ et AP
Mots clés >