Vélocimétrie de poussières cométaires pour la mision spatiale ROSETTA : étude et validation expérimentale

par Sandrine Perruchot

Thèse de doctorat en Optique et traitement de l'image

Sous la direction de Philippe Lamy.

Soutenue en 1997

à Aix-Marseille 3 .

mots clés

• Comètes
• Poussière cosmique
• Vitesse -- Mesure

Résumé

Cette these decrit la conception et la validation experimentale d'une methode de mesure de la vitesse des poussieres dans une chevelure cometaire en vue de son application a la mission spatiale rosetta. Divers concepts, certains deja utilises pour la velocimetrie de grains interplanetaires et d'autres nouveaux pour cette application, sont presentes. Il apparait que deux propositions basees sur la detection optique des grains par diffusion sont prometteuses et complementaires. L'une consiste en l'utilisation d'une ou de deux cameras grand champ deja implantees sur la sonde pour suivre l'evolution de gros grains et de fragments ejectes par la comete. Ses performances sont evaluees, tant en terme de vitesse mesurable que de taille de grains detectables. L'autre methode permet la determination de la vitesse radiale d'une poussiere par mesure de temps de vol entre des nappes lumineuses. Celles-ci sont constituees de faisceaux adjacents collimates generes par des diodes lasers. Les signaux collectes autour de la direction 90 par des-concentrateurs de type cpc (compound parabolic concentrators) sont transmis a des photodiodes pin lues a 100 khz, puis traites electroniquement pour disposer d'un domaine de sensibilite le plus large possible. Ce systeme decrit en detail permet la detection de grains de type cometaire de 10m a quelques millimetres de rayon, se deplacant de 0. 01 a plus de 150 m. S#-#1. La validation experimentale de l'instrument, reposant sur une methode d'extrapolation de resultats obtenus avec des spheres calibrees, a ete realisee.

Titre traduit

Cometary dust velocity measurement for the rosetta mission : studies and experimental validation

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