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PICAM et la MISSION BEPI COLOMBO J.J. Berthelier, J Becker, F. Leblanc (LATMOS), F. Leblanc (LPP) Atelier Ple Systme Solaire IPSL, Avril 2013

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La plante - la plus proche du Soleil prihlie 0.31AU, aphlie 0.46 AU, priode orbitale 88 jours - la plus petite (R 2440 km) mais la plus dense d ~ 5.43 (noyau Fe?) - rotation 59 jours (rsonance 3/2 avec priode orbitale, unique dans le Systme Solaire) axe de rotation ~ perpendiculaire au plan de lcliptique - atmosphre trs tnue tempratures extrmes +430C, -180C - champ magntique interne B Mercure ~ 1% B Terre, (dynamo, noyau externe liquide) magntosphre et sous-orages analogues ceux de la Terre MERCURE

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BIENVENUE BIENVENUE SCIENCE MISSION SATELLITES INSTRUMENTS MPO INSTRUMENTS MMO ORGANISATION CONTACTS AUTRES SITES SCIENCE MISSIONSATELLITES INSTRUMENTS MPO INSTRUMENTS MMO ORGANISATION CONTACTS AUTRES SITES PUBLICATIONS BepiColombo Orbites de MMO et MPO autour de Mercure Les satellites BEPICOLOMBO BEPICOLOMBO est constitu de deux sondes diffrentes pour remplir tous ses objectifs scientifiques. Le MPO est une sonde stabilise trois-axes en orbite basse polaire faiblement elliptique dont le priherme sera l'altitude de 400 km et l'apoherme 1500 km. Il est dveloppe sous la responsabilit de l' ESA Caractristiques de la sonde MPO Masse totale400 kgMasse Charge Utile50 kg MPO Le MMO est une sonde en stabilisation spinne qui sera place en orbite elliptique polaire dont le priherme sera l'altitude de 400 km et l'apoherme 12000 km. Il est dveloppe sous la responsabilit de la JAXA. Caractristiques de la sonde MMO CARAC TERI STIQ UES MPO Masse totale : 400 kg Masse CU : 50 kg MMO Masse totale : 220 kg Masse CU : 41 kg Cliquer ici pour aug ment er ou dimi nuer la taille des cara ctre s : A A A A MMO Dernire mise jour le 05/04/2007 Masse totale 220 k g Masse Charge Utile 41 kg - Collaboration ESA-JAXA 2 satellites MPO (ESA) plantaire, MMO (JAXA) magntosphrique - Lancement Aot 2015, arrive Janvier 2022 - Propulsion lectrique et assistance gravitationnelle Lune, Terre, Venus MISSION BEPI COLOMBO (1)

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MMO (JAXA) 220 kg, CU 41 kg Magnetospheric Science Champ Magntique Plasma Particules Energiques Ondes (+ observations MPO B, plasma) MPO (ESA) 400 kg, CU 50 kg Planetary Science Surface, Atmosphre neutre Champ magntique Plasma MISSION BEPI COLOMBO (2)

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PICAM Planetary Ion CAMera IWF (Autriche) (K. Torkar, PI) LATMOS (+IKI) (optique ionique et dtecteur) MPS (Allemagne) convertisseurs HV et gating KFKI (Hongrie) convertisseur DC/DC Un des 4 Instruments du consortium SERENA (Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances) Objectifs scientifiques de SERENA (PICAM) - Composition lmentaire, chimique et isotopique de lexosphre neutre - Composition lmentaire de lexosphre ionique - Mcanismes de formation et dynamique des exosphres neutre et ionise - Echappement des neutres et des ions - Pntration du vent solaire et prcipitations des ions de basse nergie

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PICAM, Objectifs Scientifiques (1) Lexosphre ionise de Mercure Sources Vent solaire - pntration travers les frontires de la magntosphre, transport Exosphre - missions des constituants par la surface dsorption thermique, photo-dsorption, criblage) Processus de cration et de pertes Processus photo-chimiques, collisions sur la surface, chappement Transport du Plasma dans lionosphre de Mercure Circulation grande chelle (convection, chappement) Acclration

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Crote jection stimule par les photons Criblage par le vent solaire Absorption neutre et ion magntosphrique et apport mtoritique Mlange induit par impact mtoritique Diffusion Exosphre Photo-ionisation Echappement neutre Adapt de Killen et Ip (1999) Formation de lexosphre: le cas de Na jection par chauffage Rgolite Impacte mtoritique PICAM, Objectifs Scientifiques (2)

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Themis: 13/07/2008 Emission Na D2 Themis: 22/10/2009 Emission Na D2 PICAM, Objectifs scientifiques (3) Observations du sodium exosphrique, tlescope THEMIS, Iles Canaries

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PICAM, Objectifs Scientifiques (4) Le Sodium dans lionosphre, modlisation (F. Leblanc et al., 2004)

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PICAM, Objectifs Scientifiques (5) Lionosphre et la magntosphre de Mercure

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PICAM, Objectifs Exprimentaux Mesure des fonctions de distribution des ions de basse nergie - gamme dnergie: ~ 3 eV 3 keV, rsolution ~ 10% - champ de vue: omnidirectionnel sur un demi-espace (2 st.), rsolution 15/30 Donne accs au transport et lacclration du plasma Avec MMO, 2 points de mesure pour tudier la dynamique de la magntosphre Mesure de la composition du plasma - masses 1 ~ 130 uma, (H, He, N?, O, Na, Mg, Ca, K, Xe?) - rsolution suffisante pour sparer Na, Mg et Ca, K Donne accs aux sources et aux mcanismes de formation de lionosphre

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Champ de vue dans un plan radial ~ 0-75 PICAM, Concept de linstrument

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PICAM, Optique Electrostatique

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PICAM, mesure de la distribution angulaire et en nergie Modlisation numrique, ions 1 keV Essais QM, Ions N 2 +, 1 keV Distribution angulaire Modlisation numrique, ions 1 keV Rsolution en nergie Essais QM, Ions N 2 +, 1 keV

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PICAM, Mesure du temps de vol Simulation dune mesure de Temps de Vol pour les masses 23 (Na) et 24 (Mg) Mesures de temps de vol, QM, ions N 2 + 300 eV

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PICAM, quelques photos du QM QM, vue des protections thermiques - Capot suprieur avec OSR - Kapton aluminis autour partie infrieure QM dans la chambre avec source dions

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PICAM, quelques photos du QM Optique, partie infrieure Analyseur lectrostatique Lamelles miroir M1 lectrodes de gating Optique, partie suprieure Vue de dessous