Reconstruction tri-dimensionnelle des petits corps du système solaire

par Sébastien Besse

Thèse de doctorat en Physique et Sciences de la matière. Astrophysique

Sous la direction de Philippe Lamy.


  • Résumé

    Les petits corps du Système Solaire sont des objets qui nous permettent de contraindre les processus de formation et d'évolution des systèmes planétaires. La mission Rosetta dédiée à l'étude des petits corps du Système Solaire, est en route vers la comète Churyumov-Gerasimenko qu'elle atteindra en 2014. Le modèle de forme de ces petits corps est un outil indispensable pour l'analyse de ces objets. Le travail de thèse propose une méthode entièrement automatique afin de réaliser la reconstruction tridimensionnelle de ces objets. Cette méthode se base sur les principes de stéréoscopie. Le modèle de forme est défini à partir de points d'intérêt. Le suivi de ces points d'intérêt sur plusieurs images permet de définir les points de liaisons et les conditions d'observations nécessaires pour retrouver leur position tridimensionnelle. Cette méthode permet de définir le modèle de forme d'un objet à la fois dans le cas d'un survol et d'une mise en orbite et peut enfin être combinée avec d'autres méthodes de reconstruction 3D afin d'optimiser le modèle de forme. Les images du survol de l'astéroïde Steins ont permis de définir 45 points de contrôle. Ces points ont servis de contraintes pour la détermination du modèle de forme à partir d'autres méthodes. Ce modèle de forme a ensuite été utilisé d'une manière originale pour déterminer les propriétés physiques des cratères. L'utilisation de plusieurs algorithmes de traitement d'images a permis la détection de 42 cratères dont les diamètres et les rapports profondeurs/diamètres sont calculés. Ce dernier tend à montrer que la surface de Steins a connu des épisodes important de migration de régolite à l'origine de nombreux cratères peu profonds.

  • Titre traduit

    Tri-dimensionnal reconstruction of small bodies of the solar system


  • Résumé

    Small bodies are used to constraint the formation and the evolution of planetary systems. The Rosetta mission in journey to rendez-vous with comet Churyumov-Gerasimenko in 2014 is dedicated to the study of small bodies of the Solar System. The shape model of these small bodies is crucial. This manuscript proposes a fully automatic method for retrieving the shape of asteroids and comets. This method is based on the stereoscopic approach. The topographic restitution is possible using observations of the same surface under different conditions. The shape model is define by points of interest scattered on the surface of the object. This method uses a complex geometric model which allows for the correction of the input parameter errors, in particular the orientation of the camera. The developed method can be used both in the case of a flyby or orbit observations of the bodies, and is also combined with other approaches to retrieve the shape model (limb, stereophotoclinometry). Images of the asteroid Steins flyby were used to define 45 control points with an error of 20 meters. These points were used as constraints to retrieve the shape model using others methods. The shape model was then used in an original way to determine the physical properties of the craters. Using image filters to enhance the craters, we were able to define 42 craters. We have simulated these craters on the shape model to define the depth-to-diameter ratio. The ratio tends to show that the surface of Steins was resurfaced by regolith migrations, which explains the shallow craters.

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  • Détails : 1 vol. (XIV-148 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 145-148

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