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Expérience PHEBUS/Sonde orbitale de Mercure MPO de la mission Bepi-Colombo/2014-2021

PHEBUS (pour Probing of Hermean Exosphere By Ultraviolet Spectroscopy) est un double spectromètre couvrant les gammes de l'extrême ultraviolet (EUV: 55-155 nm) et du lointain ultraviolet (FUV: 145-315 nm) dédié à la caractérisation de l'exosphère de Mercure en termes de composition et de dynamique, et des relations entre la surface et l'exosphère. Cet instrument, sous responsabilité française, est réalisé en coopération avec le Japon (détecteurs), la Russie (système de pointage) et l'Italie (étalonnage au sol).

Les principaux objectifs scientifiques de PHEBUS sont les suivants : détermination de la composition et de la structure verticale de l'exosphère; caractérisation de la dynamique exosphérique: circulation jour-nuit, transport des régions actives aux régions inactives; étude des processus de surface à l'origine de l'exosphère; identification et caractérisation des sources de constituants exosphériques; détection et caractérisation de l'ionosphère et de sa relation avec l'exosphère neutre; suivi spatial et temporel des échanges exosphère/magnétosphère et des processus de transport; étude et quantification de l'échappement, de l'équilibre sources/puits à l'échelle globale et des cycles géochimiques en synergie avec d'autres expériences de BepiColombo (MSASI, MPPE sur MMO; MIXS, SERENA sur MPO).

Deux réseaux holographiques et deux détecteurs au design compact spécifique sont utilisés. La détection est basée sur le principe du comptage de photons et réalisée en utilisant des détecteurs de type MCP (Micro Channel Plate) munis d'un "Resistive Anode Encoder" (RAE). Les photocathodes typiques sont CsI ou KBr pour l'EUV, CsTe pour le FUV. Des raies additionnelles dans le visible sont mesurées en utilisant un photomultiplicateur (PM) utilisé aussi en mode de comptage de photons. Pour prévenir les pertes de sensibilité, qui peuvent être critiques dans l'EUV, le nombre de réflexions à l'intérieur de l'instrument est minimisé en utilisant un miroir parabolique off-axis et un jeu de réseaux holographiques. Un système de pointage/balayage à un degré de liberté permet de sonder, avec un rapport signal à bruit maximal, des régions et des gammes d'altitude d'intérêt. Différents modes d'observation seront utilisés en séquence (balayages verticaux, balayage le long de l'orbite, observations tangentielles au coucher et au lever du soleil...). Durant la mission, l'instrument sera régulièrement étalonné sur des étoiles correctement choisies, de manière à estimer quantitativement le dégradation de la sensibilité de l'instrument avec le temps.
Pour d'avantage d'informations à propos de la mission et des autres instruments, voir le site de l'ESA dédié à BepiColombo

 

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