Découvrez... le banc de plasma de l’ISAE-SUPAERO !

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Découvrez... le banc de plasma de l'ISAE-SUPAERO !
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25 novembre 2022

Découvrez... le banc de plasma de l’ISAE-SUPAERO !

Avec l’émergence du « New Space », de plus en plus de CubeSats sont lancés. Sur ces petites plateformes (les CubeSats sont constitués d’un ou plusieurs cubes standards de 10 cm de côté), plusieurs sous-systèmes doivent coexister. Si les solutions de propulsion électrique permettent de gagner de l’espace et du poids à bord, leur compatibilité électromagnétique avec les systèmes de communication embarqués est encore aujourd’hui questionnée.
L’ISAE-SUPAERO, en collaboration avec le CNES et le LAPLACE, développe actuellement des outils de simulation ainsi que des méthodes de caractérisation afin de fournir aux ingénieurs des outils de dimensionnement des CubeSats et des moyens d’essais efficaces pour répondre à cette problématique. Ce banc expérimental développé à l’ISAE-SUPAERO permet la caractérisation d’une décharge plasma représentative d’un propulseur électrique, ainsi que la mesure de ses interactions avec des signaux micro-ondes générés par des antennes de communication à proximité. Finalement, les données expérimentales obtenues permettront de calibrer les outils d’analyse numérique actuellement développés par nos équipes.

ISAE-SUPAERO / SapienSapienS 1:36 min

Avec l’émergence du « New Space », de plus en plus de CubeSats sont lancés. Sur ces petites plateformes (les CubeSats sont constitués d’un ou plusieurs cubes standards de 10 cm de côté), plusieurs sous-systèmes doivent coexister. Si les solutions de propulsion électrique permettent de gagner de l’espace et du poids à bord, leur compatibilité électromagnétique avec les systèmes de communication embarqués est encore aujourd’hui questionnée.

L’ISAE-SUPAERO, en collaboration avec le CNES et le LAPLACE, développe actuellement des outils de simulation ainsi que des méthodes de caractérisation afin de fournir aux ingénieurs des outils de dimensionnement des CubeSats et des moyens d’essais efficaces pour répondre à cette problématique. Ce banc expérimental développé à l’ISAE-SUPAERO permet la caractérisation d’une décharge plasma représentative d’un propulseur électrique, ainsi que la mesure de ses interactions avec des signaux micro-ondes générés par des antennes de communication à proximité. Finalement, les données expérimentales obtenues permettront de calibrer les outils d’analyse numérique actuellement développés par nos équipes.

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Le son d'un tourbillon de poussière martien capturé par le microphone de SuperCam sur Persévérance !
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Le son d’un tourbillon de poussière martien capturé par le microphone de SuperCam sur Persévérance !

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13 décembre 2022

Le son d’un tourbillon de poussière martien capturé par le microphone de SuperCam sur Persévérance ! NASA

Cette vidéo et cet audio montrent les résultats obtenus par le rover martien Persévérance de la NASA et son microphone SuperCam lors de l’enregistrement des sons d’un tourbillon de poussière martien passé à sa verticale le 27 septembre 2021, le 215e jour martien ou sol, de la mission. Le tourbillon de poussière mesurait 25 mètres de large pour au moins 118 mètres de haut, et se déplaçait à 19 km/h environ.
C’est la première fois qu’un tel enregistrement est réalisé, car capturer un tourbillon de poussière demande un peu de chance. En effet, il a survolé le rover au moment où tous les capteurs de Persévérance mesurant le vent, la pression, la température et la poussière plus la caméra NavigationXXX (Navcam) étaient en marche.
Cela a permis aux scientifiques de combiner les sons, les images et les données atmosphériques. La combinaison unique de ces données, ainsi que la modélisation atmosphérique, ont permis aux chercheurs d’estimer les dimensions du tourbillon de poussière.
Les scientifiques ne peuvent pas prédire précisément le passage de ces vortex. Les rovers comme Persévérance et Curiosity les surveillent régulièrement. Lorsque les scientifiques constatent qu’ils sont plus fréquents à un certain moment de la journée ou qu’ils s’approchent d’une certaine direction, ils concentrent leur surveillance pour tenter d’attraper un tourbillon de poussière avec tous les capteurs à leur disposition.
> Pour mieux comprendre la vidéo, elle montre trois rangées d’images :
- la rangée du haut est une image brute de la surface martienne prise par la NavcamSuperCam ; bien que la caméra soit capable de prendre des couleurs, elle prend des images en noir et blanc lorsqu’elle recherche des tourbillons de poussière afin de réduire la quantité de données renvoyées vers la Terre (la plupart des images reviennent sans tourbillon de poussière détecté).
- la rangée du milieu montre la même image traitée avec un logiciel de détection des changements pour indiquer où le mouvement s’est produit au fil du temps ; la couleur est utilisée pour montrer la densité de la poussière, allant du bleu (bruit à la poussière de faible densité) au jaune en passant par le violet. Les zones où le mouvement est détecté sont indiquées par la couleur, le violet correspondant à un mouvement léger et le blanc à un mouvement plus rapide.
- la dernière ligne est un graphique montrant l’amplitude du son provenant du microphone de SuperCam et une chute soudaine de la pression atmosphérique enregistrée par la suite de capteurs de Perseverance, appelée Mars Environmental Dynamics Analyzer, fournie par le Centro de Astrobiología (CAB) à l’Instituto Nacional de Tecnica Aeroespacial à Madrid et l’amplitude du son provenant du microphone de SuperCam .
Un objectif clé de la mission de Persévérance sur Mars est l’astrobiologie, notamment la recherche de signes de vie microbienne ancienne. Le rover caractérisera la géologie et le climat passé de la planète, ouvrira la voie à l’exploration humaine de la planète rouge et sera la première mission à collecter et à mettre en cache de la roche et du régolithe martiens (roche brisée et poussière).
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