TARANIS

 

Taranis est un microsatellite du CNES destiné à l’étude des phénomènes atmosphériques transitoires liés à l’activité orageuse : « Terrestrial Gamma-ray Flashes » (TGF), « 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 2019 sur une orbite héliosynchrone à 600-700 km d'altitude.

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 TGF et des TEB ('Terrestrial Electrons Beams"), 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 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.

 

satellite TARANIS

 

 

XGRE

L’instrument XGRE à bord de TARANIS, 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 et TEB avec une précision de l’ordre de la microseconde et pourra déclencher les autres instruments. Il doit de plus 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.

Développements Techniques

Le projet TARANIS intègre jusqu'à 7 instruments dont le senseur XGRE mesurant les particules Gamma et Electrons relativistes issus des flash de très hautes altitudes.

L'instrument XGRE est composé d'un senseur et d'une carte analyseur (sous responsabilité CNES), l'APC ayant la responsabilité du senseur.

Le développement de ces senseurs au nombre de 3 ont nécessité l'expertise de l'équipe projet dans tous les domaines suivants:

 

Instrumentation

Mécanique

Electronique

AIT/AIV

AQ et AP

 

Liste des agents impliqués à l’APC

 

ARMANI Johannes

Réalisation Mécanique

BARONICK Jean-Pierre  

Etudes Mécaniques

BREELLE Eric

Instrumentation

COLONGES Stéphane   

Assurance Produit Electronique

FRAISSE Eric                

Gestion Financière

CHAN Kuo Kwan               

Electronique Analogique

JUFFROY Corinne        

Contrôle Projet et Qualité Projet

LAURENT Philippe       

Responsable Scientifique

LEBRUN François        

Responsable Scientifique (2009-2016)

LINDSEY-CLARK Miles

AIT/AIV/ Chef de Projet

MEDJDOUB Ghania       

Assurance Qualité Projet (NEXEYA)

PAILOT  Damien           

Instrumentation

ROBERT Jean-Luc       

Communication

SARRIA David              

Post-Doc

CHAPRON Claude         

Etudes Mécaniques (2010)

CITERNE Ingrid            

  Gestion Financière (2009-2014)

GRANDSIRE Laurent    

AIT/AIV (2011-2014)

KOVACS Alexis            

Etudes Mécaniques (2012-2013)

LACHACINSKI Benoit    

Electronique Numérique (2009-2010)

MENIVAL Audrey          

Instrumentation (2010-2011)

NOURY Alexis              

Electronique Numérique FPGA Spatial (2014-2015)

OLIVETTO Christian       

Chef de Projet/Electronique Analogique (2009-2015)

OUVRAY Xavier             

Assurance Qualité Projet (NEXEYA) (2010-2014)

PETITEAU Manon         

Assurance Qualité Projet (NEXEYA) (2014-2015)

PREVOT Guillaume        

Instrumentation (2009-2012)

RICHER Florence          

Etudes Mécaniques (2009-2011)

VERCRUYSSEN Benoit  

Electronique Numérique (2011-2013)

 

Liens et Vidéos