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Présentation TARANIS

 TARANIS Comprendre les fuex du ciel

Taranis est un microsatellite du CNES destiné à l’étude des phénomènes atmosphériques transitoires liés à l’activité orageuse : « Terrestrial Gamma-ray Flashes » (TGFs), « sprites », « blue jets », « red giants », « elves » et des relations entre eux. Il est pour cela doté de plusieurs expériences d’imagerie visible, de mesure des champs électrique et magnétique, de détection des électrons et de mesure des photons X et gamma. La charge utile est sous la responsabilité scientifique et technique du LPC2E (Orléans). La revue de définition préliminaire de la mission s’est tenue avec succès en juin 2009. TARANIS devrait être placé en 2014 sur une orbite héliosynchrone à 600-700 km d'altitude.

Satellite replié Satellite déplié
Satellite replié Satellite déplié


L’expertise de l’APC en spectrométrie gamma nous a amené à prendre en charge la conception et le développement de l’instrument XGRE (X, Gamma and Relativistic Electrons) dédié à la détection et à la mesure des TGFs.

TGFs

Ces événements ont été découverts par le satellite BATSE de la NASA, dédié à l’étude des sursauts 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 brefs que les sursauts gamma cosmiques.

On pense qu’ils sont le rayonnement de freinage d’électrons produits par un phénomène d’avalanche au dessus des régions orageuses, à 10 ou 20 km d’altitude. Il est possible que l’avalanche soit déclenchée par une grande gerbe atmosphérique (voir AUGER et HESS). L’atmosphère absorbant le rayonnement d’autant plus que son énergie est faible, la position de la coupure à basse énergie dans le spectre gamma renseigne sur l’altitude de la région émettrice.

 

XGRE

L’instrument d’une surface totale de 900 cm2 doit distinguer électrons et photons et mesurer leurs dépots d’énergie dans le domaine 20 keV – 10 MeV. Il doit dater chaque TGF avec une précision de l’ordre de la microseconde et pourra déclencher les autres instruments. Il doit en sus localiser grossièrement (30°) la zone émettrice et mesurer aussi précisément que possible la position de la coupure spectrale à basse énergie indiquant l'épaisseur d'atmosphère traversée. L’instrument comporte 3 senseurs, sandwichs composés de 2 scintillateurs plastique enserrant un scintillateur en bromure de lanthane (LaBr3). Les scintillateurs plastique sont bien adaptés à la détection des électrons et le LaBr3 est un nouveau scintillateur, bon spectromètre gamma et très rapide. Des comptages entre ces 3 détecteurs on déduira la direction de propagation des particules. Les 3 senseurs de 300 cm2 chacun sont plans et présentent entre eux des angles de l’ordre de 40°. De leurs comptages relatifs, on déduira la direction de la zone émissive.