Etude et miniaturisation d'un analyseur basse fréquence destiné à la correction de l'effet Doppler à bord d'une sonde en mouvement rapide par rapport au milieu étudié : application à la mission "Solar Probe"

par Marie-Cécile Vassal

Thèse de doctorat en Physique des gaz et des plasmas

Sous la direction de Alai Roux.

Soutenue en 2001

à Versailles-St Quentin en Yvelines .


  • Résumé

    La mission "Solar Probe" (NASA) est une mission d'exploration de la couronne solaire qui combinera de l'imagerie à des mesures in situ de façon à étudier des phénomènes physiques tels que l'accélération du vent solaire et le chauffage de la couronne. Pour cela, les expériences embarquées doivent permettre de caractériser les ondes qui se propagent dans le plasma. Or, dans le cas des ondes basses fréquences, la vitesse de la sonde par rapport au plasma entraînera un décalage Doppler k. V important qu'il est indispensable d'évaluer pour caractériser correctement les ondes. Nous avons montré que le calcul de k. V et la correction des données, à partir de la mesure B et J dans le repère de la sonde et de l'utilisation de l'équation d'Ampère dans la limite basse fréquence, est possible. La validité de cette méthode a été démontrée, par des simulations, pour différentes combinaisons d'ondes planes. Cependant, cette méthode n'est pas toujours utilisable, en particulier dans le cas d'ondes accompagnant la sonde (Vg [environ]Vsonde). Le faible taux de télémesure accordé rend intéressante l'utilisation d'un analyseur embarquée pour réaliser la correction Doppler. La faisabilité de cet analyseur a été étudiée au cours de la thèse. Cette étude comporte deux grands axes : la conception d'une maquette sur table et la miniaturisation d'un élément de la chaîne d'acquisition. L'utilisation du microprocesseur ADSP21060L a permis de réaliser un analyseur faible consommation (environ 1W) compatible avec les contraintes de la mission. Ce processeur n'étant pas qualifié pour les applications spatiales nous avons réalisé une pré-étude de tenue aux radiations dont les résultats sont favorables. La réalisation en technologie 3D d'un système de trois préamplificateurs et leur alimentation, associé à un tri-axes d'antennes magnétiques, a permis de réduire de 30°/° la masse et le volume par rapport à la réalisation hybride utilisée précédemment sans dégradation de la sensibilté.

  • Titre traduit

    Study and miniaturisation of a low frequency analyser to correct the Doppler effect onboard a fast moving probe in relation to the studied environment : application to tht "Solar Probe" mission


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Informations

  • Détails : 154 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 33 REF. Bibliogr. p. 152-154. Liste des abréviations

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