Ulysse a traversé le tore de plasma d'Io le 8 février 1992. Ce jour-là,
les analyseurs de particules basse-énergie n'étaient pas opérationnels
(on a fermé le capot,
ces analyseurs étant faits pour mesurer le vent solaire peu dense, ils
risquaient
d'être détériorés par les particules énergétiques provenant des ceintures de
radiation joviennes [Bame et al., 1992]). Par conséquent, la mesure in situ
des paramètres du plasma dans le tore d'Io (densité et température, et
seulement électroniques) n'a pu être obtenue que grâce
à l'expérience radio URAP (Unified Radio and Plasma Wave).
Cette expérience est un consortium de plusieurs instruments (et plusieurs
équipes) conçus pour étudier le vent solaire et les émissions radio solaires et
planétaires [Stone et al., 1992a, voir pour une description détaillée,]. Parmi
ces expériences, on s'intéresse ici à l'instrument RAR (Radio Astronomy
Receiver) destiné entre autres à mesurer la densité et la température des
électrons du vent solaire en routine (voir
annexe A.2).
L'instrument est constitué de deux antennes, dont l'une est un
dipôle électrique de m dans le plan de rotation d'Ulysse
(dite antenne S), et l'autre est un monopôle dans l'axe
de rotation (dite antenne Z)
.
Ces antennes
sont reliées à un récepteur radio basse-fréquence qui balaye linéairement 64
canaux (de largeur de bande 0.75 kHz) de 1.25 à 48.5 kHz en 128 secondes et à
un récepteur haute-fréquence qui balaye 12 canaux (de largeur
3kHz),
disposés grosso modo logarithmiquement de 52 à 940 kHz, en 48 secondes.
Cet instrument acquiert donc toutes les deux minutes environ un spectre
de puissance dans une gamme allant de 1 à 1000kHz.
Mis bout à bout sur une durée donnée
(généralement une journée), ces spectres produisent
le matériau de base de tous les radio-astronomes pourvus d'antennes :
le spectre dynamique radio ou radio-spectrogramme (cf. figure i.3).
Le spectre dynamique montré sur la figure i.3 a le format standard des
spectres produit en routine au DESPA: il s'agit en fait de
2 spectres dynamiques journaliers en valeurs dites «brutes»,
i.e. après l'amplification analogique du signal d'antenne de 0 à 5 Volts
(voir l'échelle de couleur).
Le spectre du bas a été obtenu par
le récepteur basse-fréquence (64 canaux), tandis que le spectre dynamique
du haut est reconstitué sur une échelle logarithmique de 1 à 1000 kHz à partir
des canaux disponibles à la fois en hautes et en basses fréquences
(64 + 12 canaux).
Figure i.3: Spectre dynamique de routine obtenu par Ulysse durant la
journée du 8 février 1992
Ce spectre dynamique est celui de la journée durant laquelle Ulysse
s'est le plus approché de Jupiter (distance minimale vers midi, à environ
5.5 du centre de Jupiter et 3
au dessus de l'équateur centrifuge).
Une analyse préliminaire de ce spectre [Stone et al., 1992b, faite dans,]
montre que l'essentiel de la puissance collectée par les antennes provient
d'une part, vers les hautes fréquences, d'émissions radio joviennes
[Carr, Desch and Alexander, 1983, répertoriées dans ,]
et d'autre part, vers les basses fréquences, d'émissions locales fort variées
caractéristiques du plasma environnant la sonde. Parmi
ces émissions locales, un type particulier d'ondes électrostatiques, les modes
électron-cyclotron (ou modes de Bernstein) a fait l'objet de toute notre
attention.