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Sonder le Plasma dans l'Environnement d'une ComètE avec RosettA – SPECTRA

Résumé de soumission

Nous proposons un projet de recherche d'une durée de 42 mois, à la frontière entre physique spatiale et physique des plasmas, basée sur l'exploitation scientifique de mesures in situ obtenue grace à la mission d'exploration spatiale ROSETTA de l'ESA, dans le but d'étudier la structure, l'évolution et la dynamique de l'environnement ionisé d'une comète.

Rosetta est une mission spatiale de l'Agence Spatiale Européenne (ESA), lancée en mars 2014, arrivée dans l'environnement de sa cible la comète 67P/Churyumov-Gerasimenko (CG) en été 2014. Il s'agit de la première mission spatiale dédiée à accompagner une comète dans son parcours autour du Soleil. La sonde Rosetta embarque de nombreuses expériences, parmi lesquels une suite d'instruments conçus pour l'étude de l'environnement plasma (particules chargées, champs électromagnétique, potentiel électrique du vaisseau, etc), le Consortium Plasma de Rosetta (RPC). Ce dernier surveille en continu l'environnement ionisé de la comète CG. Le LPC2E à le privilège de porter la responsabilité technique et scientifique de l'un d'eux: la sonde à impédance mutuelle MIP. Le projet SPECTRA est construit autour de l'exploitation scientifique de cet instrument unique et des autres instruments de RPC.

Dans ce contexte, le projet SPECTRA se concentre sur quatre problématiques fondamentales associées à la physique des plasma spatiaux:
(1) l'interaction entre le Soleil et le vent solaire et un object non-magnétisé du système solaire,
(2) la structure, l'évolution et la dynamique d'une atmosphère cométaire et son lien à la physico-chimie cométaire,
(3) l'influence des collisions et de la présence de poussière sur l'environnement ionisé d'une comète,
(4) l'influence des interactions sonde-plasma sur le comportement des instruments spatiaux.

Pour traiter ces problématiques, SPECTRA combinera dfférents champs de recherche nécessaires au projet: de l'instrumentation spatiale à l'analyse des donnée spatiale, de la physique spatiale à la physique des plasmas, de la théorie des plasmas à la modélisation numérique.

Le projet SPECTRA est structuré autour de cinq taches complémentaires. La modélisation de la réponse instrumentale (Tache 1) permettra de produire des estimations précises de la densité et la température des électrons cométaire. Ces mesures in situ, combinées aux observations des autres instruments du RPC, serviront de base à des études de physique des plasma fondamentale (Tache 2), ainsi qu'à des études de physique spatiales et de planétologie centrées sur la caractérisation de l'interaction Soleil-Comète (Tache 3) et de l'ionosphère cométaire (Tache 4), ainsi que la dynamique associée. La modélisation du comportement instrumental d'une sonde à impédance mutuelle dans des conditions typiques des plasmas spatiaux permettra de préparer au mieux l'exploitation scientifique de futures missions spatiales qui embarqueront le même type d'instruments (Tache 5).

L'ANR permettra à un Doctorant et à chercheur post-doctorant de renforcer ce projet de recherche et de créer une nouvelle équipe de recherche à travers le développement de nouveaux outils (réponse instrumentale dans des plasmas spatiaux, effets d'interaction plasma-vaisseau qui influence la mesure, simulations plasma, librairies d'analyse de données spatiales). Les livrables du projet (codes, rapport internes, articles scientifiques) seront un atout certain pour l'exploitation scientifique de futures missions spatiales, en particulier BepiCOlombo et JUICE.

Coordination du projet

Pierre Henri (Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Régionale Centre Limousin Poitou-Charentes Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement et de l’Espace)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

CNRS LPC2E UMR 7328 Centre National de la Recherche Scientifique Délégation Régionale Centre Limousin Poitou-Charentes Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement et de l’Espace

Aide de l'ANR 293 593 euros
Début et durée du projet scientifique : octobre 2015 - 42 Mois

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