TARANIS

TARANIS
Données générales
Organisation Drapeau de la France CNES
Domaine couplage magnétosphère-ionosphère-atmosphère
Statut développement
Lancement 2020
Lanceur Vega
Durée de vie 2 ans minimum
Identifiant COSPAR [1]
Site [2]
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 200 kg
Orbite
Orbite Orbite héliosynchrone
Altitude 700 km
Inclinaison 98°
Principaux instruments
MCP 2 caméras et 4 photomètres
XGRE 3 détecteurs X et gamma
IDEE 2 détecteurs d'électrons
IME-BF antenne BF de mesure du champ électrique
IME-HF antenne HF de mesure du champ électrique
IMM magnétomètre tri-axe de type « search-coil »
Les différentes formes de phénomènes lumineux éphémères

TARANIS (Tool for the Analysis of Radiation from lightning and Sprites, mais également d'après Taranis, le dieu gaulois de la foudre et du tonnerre) est un satellite d'observation du Centre national d'études spatiales (CNES)[1] destiné à l'étude des transferts impulsifs d'énergie qui se produisent au-dessus des orages entre l'atmosphère terrestre et le proche environnement spatial. TARANIS doit être lancé en 2020 et placé sur une orbite héliosynchrone à une altitude de 700 km[2] pour une durée de vie d'au moins deux ans.

Objectifs

Depuis le début des années 1990, on sait que l'atmosphère au-dessus des orages est le lieu de phénomènes lumineux transitoires (TLE : Transient Luminous Events) et de flashs de rayons gamma terrestres (TGF : Terrestrial Gamma-ray Flashes). Ces phénomènes mettent en évidence l'existence de transferts impulsifs d'énergie durant les orages entre l'atmosphère moyenne et supérieure d'une part et l'ionosphère et la magnétosphère d'autre part. Les observations de TLE (farfadets, elfes, jets bleus, jets géants, ...) faites par l'expérience ISUAL à bord du satellite Formosat-2 (2004-2016) ont montré que les TLE se produisent fréquemment au-dessus des zones orageuses. De même, les observations de TGF faites par les satellites CGRO (1991-2000), RHESSI (2002 - ...), FERMI (2008 - ...) et AGILE (2007 - ...) montrent que les TGF sont bien plus fréquents que ce que l'on pensait initialement (au moins 1000 TGF par jour) et font intervenir des énergies très élevées pouvant aller jusqu'à 30 MeV. Malgré les nombreuses observations actuellement disponibles, les mécanismes à l’œuvre dans les TLE et les TGF ainsi que leurs impacts potentiels sur la physico-chimie de la haute atmosphère et du proche environnement spatial de la Terre sont encore mal connus. Le but de la mission TARANIS est de fournir à la communauté scientifique les jeux de données nécessaires pour pouvoir enfin répondre aux questions toujours en suspens sur la nature et les conséquences de ces phénomènes. Les principaux objectifs scientifiques se déclinent comme suit :

  • Comprendre le lien entre les TLE, les TGF, les régions sources et les conditions environnementales.
  • Identifier les mécanismes de génération des TLE et TGF ainsi que toutes les signatures électromagnétiques et particules impliquées dans ces processus.
  • Évaluer les effets des TLE et TGF sur la physico-chimie de la haute atmosphère et du proche environnement spatial de la Terre.

Caractéristiques techniques

Le micro-satellite TARANIS a un volume d'environ 1 m3 pour une masse totale de 200 kg. Il est basé sur la plate-forme stabilisée 3 axes Myriade développée par le CNES pour les minisatellites et est alimenté par des panneaux solaires fournissant 85 W. La quantité d'information transférée prévue est de 4 Go par jour. Afin d'atteindre les objectifs scientifiques de la mission, la charge utile de TARANIS est composée des instruments scientifiques suivants :

  • MCP : 2 caméras (10 images/s, champ de vue de 500 km de diamètre au niveau du sol) pour la localisation des TLE et des éclairs parents. 4 photomètres (échantillonnage à 20 kHz) pour l'identification des TLE et la mesure de la luminance dans différentes bandes spectrales;
  • XGRE, un scintillateur X et gamma composé de 3 détecteurs (surface totale de 850 cm2) pour mesurer les photons X-gamma dans la gamme d'énergie [20 keV - 10 MeV] et les électrons relativistes [1 MeV - 10 MeV];
  • IDEE, ensemble de 2 détecteurs d'électrons (un orienté au Nadir, l'autre au Zénith) pour mesurer le spectre et la direction incidente des électrons énergétiques entre 70 keV et 4 MeV;
  • IME-BF, une antenne Basse Fréquence pour la mesure d'une composante du champ électrique du continu jusqu'à 1 MHz;
  • IME-HF, une antenne Haute Fréquence pour la mesure d'une composante du champ électrique entre 100 kHz et 35 MHz;
  • IMM, un magnétomètre tri-axe de type « search-coil » pour la mesure du champ magnétique entre 5 Hz et 1 MHz.

Les phénomènes étudiés ne durent que quelques millisecondes. Pour pouvoir les observer une méthode d'enregistrement particulière est mise en œuvre. Les instruments scientifiques fonctionnent en permanence et les données résultantes sont stockées dans une mémoire qui est purgée en continu de ses éléments les plus anciens. Lorsqu'un phénomène orageux est détecté par le biais des photomètres, la partie de la mémoire correspondant à la période durant lequel il s'est déroulé est sauvegardée pour être transmise au sol[3] .

Notes et références

  1. « Nouvelles Technologies - Taranis, le satellite du CNES pour mesurer les éclairs des orages », RFI,‎ (lire en ligne, consulté le 13 septembre 2017)
  2. https://presse.cnes.fr/fr/cp-6391
  3. « TARANIS > mission », CNES (consulté le 29 avril 2019)

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes