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Le paysage radio vu d'Ulysse

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 gif 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 tex2html_wrap_inline3518 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)gif. 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 tex2html_wrap_inline3316 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 DESPAgif: 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).

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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 tex2html_wrap_inline3218 du centre de Jupiter et 3 tex2html_wrap_inline3218 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 ,] gif et d'autre part, vers les basses fréquences, d'émissions locales fort variées gif 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.



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Michel Moncuquet
Tue Jan 13 19:37:26 MET 1998