LA MISSION CLUSTER
Le Projet Cluster
Les missions spatiales de recherches magnétosphériques souffraient, jusqu'à présent, d'un lourd handicap : elles ne mettaient en œuvre qu'un seul satellite. Cette stratégie, qui est bien adaptée à l'exploration, c'est à dire à la cartographie d'un milieu supposé stationnaire dans le temps, s'avère illusoire lorsqu'il s'agit de processus turbulents qui se développent dans un milieu qui peut évoluer rapidement, comme lors de l'interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre. Grâce à un concept original, le projet Cluster de l'Agence Spatiale Européenne doit permettre de pallier cette difficulté : Cluster comporte 4 satellites identiques disposés
en forme de tétraèdre. Après leur perte lors de l'échec du premier vol de qualification d'Ariane 5 le 4 juin 1996, l'ASE a décidé de reconstruire les 4 satellites à l'identique, formant le projet Cluster II. Les cluster ont été lancés avec succès les 16 Juillet et 9 Août 2000 par 2 fusées russes Soyuz/Molniya. Après 6 mois de mise en route des expériences sur les 4 satellites, les opérations ont commencé en routine en Janvier 2001. La mission est prolongée jusqu'en 2014.
Orbite pour 2 saisons ; régions de la magnétosphère (document ESA)
Objectifs Scientifiques
Avec ses 4 satellites, Cluster permettra d'étudier en 3 dimensions (avec 3 points on détermine un plan, seuls 4 points bien disposés - tétraèdre - donnent accès à 3 dimensions) les processus physiques qui prévalent dans les régions d'interface entre le vent solaire et le plasma magnétosphérique, (milieux constitués d'électrons et d'ions). La magnétopause, qui entoure la région où le champ magnétique terrestre domine, forme théoriquement une frontière étanche, mais le plasma du vent solaire pénètre à l'intérieur de la magnétosphère. Comment ? Les buts consistent à étudier les transferts de masse, d'énergie et de moment cinétique à travers la magnétopause, mais aussi les autres frontières : onde de choc, régions cuspidées, ainsi que la région de la queue magnétosphérique. Dans des plasmas sans collision - comme c'est le cas du vent solaire et de la magnétosphère - seules des ondes ou de la turbulence peuvent assurer la thermalisation des particules ou l'échange d'énergie entre différentes populations de particules. C'est pourquoi la charge utile de Cluster, qui comprend 11 expériences visant à mesurer et caractériser le plasma, comporte, outre 3 expériences de mesures de particules et un magnétomètre continu pour mesurer le champ magnétique, 5 expériences de mesures d'ondes, rassemblées au sein d'un consortium, le WEC (Wave Experiment Consortium).
Le LPP et Cluster
Le LPP (initialement le CETP) est associé à 4 des 11 expériences de Cluster. Il est responsable d'une des expériences de mesure d'ondes STAFF ("Spatio-Temporal Analysis of Field Fluctuations"). Il est associé à PEACE, mesure des électrons, à WHISPER, une des expériences du WEC analysant le champ électrique des ondes et mesurant la densité du plasma par une méthode "active", le sondage à relaxation, et enfin à la mesure du champ magnétique continu, l'expérience FGM. STAFF mesure les composantes magnétiques des ondes de 0.1 Hz à 4 kHz à l'aide de magnétomètres à contre réaction de flux réalisés au CETP et l'Observatoire de Meudon a construit un analyseur spectral de bord destiné à caractériser les 3 composantes magnétiques et 2 composantes électriques des ondes. L'ensemble des expériences du consortium ondes (WEC) a été intégré au CETP qui a assuré la coordination technique jusqu'à la mise en route des expériences.
Les antennes STAFF de Cluster et leurs couvertures thermiques en essais (CETP/CNRS)
Modèle de l'expérience STAFF:
Vue d'ensemble d'un modèle de l'expérience STAFF. A
gauche se trouvent les antennes magnétiques sous leur couverture thermique. Les
boîtiers électroniques sont des préamplificateurs (CETP) et des analyseur de
spectres et de forme d'onde développés respectivement au DESPA et au CETP. Copyright : CETP.
La participation française à Cluster
Sites extérieurs liés à CLUSTER
Site du CNES sur CLUSTER .
Site de l'ESA sur le projet CLUSTER
Site du LPCE à Orléans sur le projet CLUSTER
auteur : Nicole Cornilleau.
version HTML: Novembre 1998, mise à jour Février 2011.
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