14 Octobre 2014

Instrument ASPERA-3

(Analyser of Space Plasmas and EneRgetic Atoms)


ASPERA-3 unité principale et IMA

L'objectif principal d'ASPERA-3 est d'étudier l'interaction du vent solaire avec l'atmosphère martienne, pour comprendre les mécanismes qui ont pu provoquer l'échappement dans l'espace de la vapeur d'eau et d'autres gaz légers dans un lointain passé. L'instrument utilise une technique appelée ENA (Energetic Neutral Atom) pour visualiser les concentrations de gaz neutres et ionisés autour de la planète Mars.

L'instrument comprend quatre détecteurs destinés à caractériser les particules chargées et neutres dans l'environnement proche de Mars :

  • l'imageur "particules neutres" (NPI), qui mesure le flux total des neutres avec une haute résolution angulaire (mais sans discrimination en masse / énergie) ;
  • le détecteur "particules neutres" (NPD), qui mesure le flux des neutres avec une bonne résolution en masse et vitesse, mais avec une résolution angulaire grossière ;
  • le spectromètre à électrons (ELS) ;
  • l'analyseur de masse ionique (IMA).

Ceci est complété par une électronique de traitement et servitude (DPU). Hormis l'IMA, l'ensemble des sous-systèmes est monté sur une platine mobile permettant à ASPERA de disposer d'une couverture de 4 (sphère).

Le développement de l'instrument a été réalisé sous maîtrise d'œuvre du Swedish Institute of Space Physics (IRF) de Kiruna (Suède). Le CESR (Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements) de Toulouse a contribué à la réalisation d'ASPERA en fournissant les sous-ensembles suivants :

  • Achat, calibration et fourniture de galettes de microcanaux pour le sous-ensemble NPI. Les principales caractéristiques de ces détecteurs sont présentées dans le tableau ci-dessous.
  • Etude, fabrication, documentation et tests de la carte convertisseur DC/DC basse tension (prototype, modèle électrique, modèle de vol, modèle de rechange).
  • Etude, fabrication, documentation et tests des cartes électroniques de commande du scanner (prototype, modèle électrique, modèle de vol, modèle de rechange).
  • Réalisation et fourniture d'ensembles de test et de contrôle pour les cartes ci-dessus.
  • Etude numérique pour la conception et la modification de la tête de détection du spectromètre IMA et calibrations complètes en chambre ultra vide de ce détecteur.

Détecteur MCP (Micro Channel Plate) constitué de :
- 1 disque Ø = 99 mm avec un trou intérieur Ø = 15 mm
- 2 demi disques superposés au précédent
Fabricant Photonis
DisqueØ
Epaisseur
99 mm
1,5 mm ± 0,05 mm
CanauxØ
Inclinaison
25 µm
8° ± 1°
MétallisationTypeStandard NiCr
RésistanceDisque
½ disque
5 à 25 M
10 à 50 M
PolarisationNominale1200 V
Gain@ 1200 V 10000
Principales caractéristiques de MCP