SORBET sur MMO-BEPICOLOMBO

Mercury Magnetosheric Orbiter

(vue d’artiste - credit RISH-Kyoto Univ.)

Objectifs scientifiques de l’expérience "SORBET " de PWI

Mesures à distance (radioastronomie) et in situ (antennes utilisées comme des électrodes) de spectres radio (électromagnétiques et électrostatiques), pour l’étude de la structure et de la dynamique (régions, frontières, processus d’accélération et de dissipation...), du système magnétosphère/exo-ionosphère de Mercure et de son interaction avec le vent solaire.

Plus précisément, ces objectifs incluent :

Densité/température mesurables par SORBET

Densité et température électroniques accessibles à Sorbet (aires blanches ou grises). Les zones hachurées représentent les valeurs mesurées dans le vent solaire au niveau de la Terre (en rose pâle) et extrapolées à l’aphélie et périhélie de Mercure (en rouge), et les zones de compression maximales (en vert) possibles au voisinage de Mercure.

• La cartographie de la densité (Ne) et de la température (Te) des électrons dans le vent solaire, la magnétosphère et l’exosphère de Mercure, par spectroscopie du bruit Quasi-Thermique (QTN). Ces mesures QTN sont indispensables pour la compréhension de la structure et la dynamique de la magnétosphère et donneront des contraintes fondamentales pour les modèles physico-chimiques du plasma environnant Mercure (outre H+ du vent solaire, les principaux ions à Mercure sont : Na, K, O).

• La détection et l’étude des émissions radio de Mercure, dont les possibles émissions cyclotron jusqu’à 10-20 kHz , liées aux électrons d’énergie moyenne (1-10keV) accélérés dans les régions les plus fortement magnétisées (pôles ?), et peut-être un rayonnement synchrotron sporadique (jusqu’à quelques MHz ?) d’électrons plus énergétiques (1-10MeV).

• La surveillance des émissions radio solaires jusqu’à 10 MHz (sursauts radio de type II et type III, indicateurs de chocs interplanétaires, d’éjections de masse coronale -CME-, et de faisceaux de particules énergétiques), dans le but de créer un indice d’activité solaire vue de Mercure, pouvant être corrélé à la réponse magnétosphérique de Mercure (Météorologie de l’espace appliquée à Mercure).

• En parallèle, nous entreprenons la modélisation (code hybride 3-D) de l’interaction de Mercure et de sa magnétosphère avec le Vent Solaire.

La conception/réalisation de l’instrument SORBET

SORBET est un récepteur/amplificateur radio HF, dans la gamme 2.5 kHz - 10 MHz, muni d’un système de traitement des signaux recueillis par les capteurs qui produit, in fine, des spectres de puissance : ce qu’on appelle un spectromètre. Plus précisément, il comprend :

• un récepteur deux voies, multi-canal 2.5 kHz - 640 kHz, dit TNR (pour Thermal Noise Receiver), scannant 128 fréquences espacées log., chacune des deux voies étant commutable indifféremment sur l’un des 3 capteurs reliés à PWI : d’une part deux dipôles électriques orthogonaux (antenne filaire WPT de 2x15m, de fabrication japonaise et antenne MEFISTO, formée principalement de deux sphères espacées de 32m, de fabrication suédoise) et d’autre part une antenne magnétique ou « search coil » (DB-SC pour Dual Band-Search Coil, réalisé au CETP/LPP)

• un récepteur à balayage de 500kHz à 10MHz, dit HFR (pour High Freqency Receiver).

• une unité de calcul et de traitement du signal ("Digital Unit")

Synoptique de SORBET

Ces différentes fonctions sont réalisées avec :

• une carte analogique (Dynamique = 120 dB) : ASIC en technologie 0.35µ (amplis,mélangeurs, CAG et filtres) et composants discrets

• une carte numérique (Dynamique=84 dB) comprenant notamment : deux convertisseurs analogique/numérique (ADC) 14 bits, un FPGA et une interface avec l’ordinateur de bord utilisant Space Wire.

L’équipe SORBET (LESIA)

Equipe technique

Moustapha Dekkali, Chef de projet

Pierre-Luc Astier, Kamel Boughedada, Benoit Chasles, Yvonne de Conchy, Cécile Guériau, David Polizzi

Equipe scientifique

Michel Moncuquet, Responsable scientifique (Lead Co-I)

Jean-Louis Bougeret (Co-PI), Karine Issautier, Milan Maksimovic, Filippo Pantellini, Philippe Zarka

L’équipe PWI/MMO

PI : Yasumasa Kasaba (Tohoku Univ.)

Co-PI : Jean-Louis Bougeret (LESIA Obs. de Paris)

Co-PI / MEFISTO : Lars Blomberg (KTH)

Co-PI / EWO / Eng. Manager : Hirotsugu Kojima (Kyoto Univ.) - avec [EWO/EFD] Keigo Ishisaka (Toyama Pref. Univ.)

Co-PI / LF-SC : Satoshi Yagitani (Kanazawa Univ.)

SORBET : Michel Moncuquet (LESIA Obs. de Paris)

AM2P : Jean-Gabriel Trotignon (LPCE)

DB-SC : Gérard Chanteur (LPP)

WPT : Atsushi Kumamoto (Tohoku Univ.)

Software : Y. Kasahara (Kanazawa Univ.) - avec Janos Lichtenberger (Eotvos Univ.)

Theoretical/Data : Yoshiharu Omura (Kyoto Univ.) - avec

[Data] : Takeshi Murata (Ehime Univ.) -

[Theoretical] :One European member (TBD)

PI Emeritus : Hiroshi Matsumoto (Kyoto Univ.)