LESIA - Observatoire de Paris

JENRAGE sur JUICE/Laplace

Jovian ENvironment Radio Astronomy and Ganymede Exploration

vendredi 5 septembre 2014, par Baptiste Cecconi

L’expérience JENRAGE (Jovian ENvironment Radio Astronomy and Ganymede Exploration) est un projet de spectro-goniopolarimètre haute fréquence [1] pour JUICE/Laplace. Il est conçu pour étudier la magnétosphère de Jupiter ainsi que l’environnement proche des satellites Galiléens. Grâce à ses capacités goniopolarimétriques, cet instrument sera très complémentaire à celui qui sera embarqué sur JUNO (ce dernier ne mesurera que le flux total et ne pourra donc pas localiser les sources radio ; il passera cependant au voisinage de celles-ci, dans les régions polaires de Jupiter, ce que ne fera pas JUICE). Si les antennes connectées à JENRAGE sont suffisamment longue, le récepteur pourra aussi être utilisé pour effectuer des mesures locales des paramètres du plasma (densité, température) par la technique de spectroscopie du bruit thermique.

JENRAGE permettra ainsi de localiser directement les sources radio de Jupiter (à la fois émissions aurorales et celles induites par les interactions entre Jupiter et ses satellites Galiléens), de sonder la magnétosphère de Jupiter le long de la trajectoire, ainsi que le long du trajet des émissions radio observées (grâce à la polarisation de ces ondes ou aux occultations des sources radios joviennes par l’ionosphère des satellite galiléens), ou encore d’explorer le tore de plasma de Io et d’Europe, la mini-magnetosphère de Ganymede.

Concept Instrumental Initial Le concept initial du récepteur était constitué de quatre voies d’analyses en parallèle, chaque voie étant connectée à un des quatre senseurs radio (trois antennes électriques et une boucle magnétique). La gamme de fréquence couverte s’étendait de 2 kHz à 45 MHz, afin de pouvoir observer aussi bien les ondes radio aurorales de Jupiter que celles provenant de l’interaction des satellites galiléens la magnétosphère de Jupiter. La longueur des antennes qui devaient être connectées à ce récepteur a été discutée lors de l’étude EJSM-Senseur Electromagnétiques

L’instrument devait être une version miniaturisée des récepteurs radio Cassini/RPWS/HFR et STEREO/Waves, dans la lignée du récepteur BepiColombo/MMO/PWI/Sorbet. Une étude instrumentale financée par le CNES est engagée pour étendre la gamme de fréquence de ces récepteurs jusqu’à 45 MHz.

Concept Instrumental Actuel Lors du processus de sélection des charges utiles scientifiques de la mission JUICE, l’ESA n’a conservé que les senseurs électriques pour la partie radio de l’expérience RPWI. Par ailleurs, en raison du manque de disponibilité des personnel, le LESIA n’a pas pu s’engager dans la réalisation de JENRAGE.

Le récepteur radio JUICE/RPWI/JENRAGE est donc maintenant un récepteur trois voies connecté à trois monopoles électriques. Il est élaboré en collaboration entre le LESIA, l’équipe PI à l’IRFU (Suède), et l’équipe japonaise du consortium (Tohoku University). L’équipe japonaise a pris en charge la conception et la réalisation de la partie analogique du récepteur (pré-amplificateurs, filtrage analogique, sélection des senseurs, signal d’étalonnage en vol). L’équipe suédoise réalise la partie numérique (numérisation du signal, décimation, filtrage numérique). L’équipe japonaise et le LESIA vont produire les algorithmes de traitement de bord pour l’instrument (traitements temps réels, intégration temporelle et spectrale, calcul des auto- et intercorrélations, compression du signal). La coordination scientifique reste cependant au LESIA, qui a la charge de vérifier que l’instrument pourra bien effectuer les mesures prévues.

Personnels Impliqués
NomRôle
Baptiste Cecconi Co-PI RPWI, Responsable Scientifique JENRAGE
Laurent Lamy Co-I RPWI
Philippe Zarka Co-I RPWI
Carine Briand Co-I RPWI
Julien Girard Membre de l’équipe RPWI

Notes

[1un spectromètre radio fréquence équipé d’au moins 2 voies d’analyse fournissant des auto- et intercorrélations spectrales des signaux mesurés sur les différentes voies et permettant de reconstruire la direction d’arrivée et la polarisation des ondes observées