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Micro-ARES

Thématique : Astronomie-Astrophysique

Objectif scientifique

L’expérience Micro-ARES (Atmospheric Radiation and Electricity Sensor), destinée à la première caractérisation de l’électricité atmosphérique martienne, a été proposée par le LATMOS (Laboratoire Atmosphères, Milieux, Observations Spatiales) pour être embarquée sur le module qui rejoint la surface de la planète dans le cadre de la mission ExoMars 2016 de l’ESA. Des champs électriques élevés sont censés prendre naissance dans l’atmosphère de Mars par effet triboélectrique consécutif aux impacts entre grains de poussière.

Description technique

Electrode physique de Micro-ARES

Le principe consiste à mesurer le potentiel d’une électrode qui, dans le milieu, se porte au potentiel local. Les champs électriques atmosphériques se mesurent habituellement avec un système de deux électrodes identiques placées aux extrémités d’un bras. Pour simplifier l’instrument et réduire au maximum sa masse, une seule électrode a été prévue grâce à un montage constitué d’une électrode sphérique fixée à l’extrémité d’un support conique, donnant ainsi une antenne d’une hauteur de 27 cm. La mesure est réalisée par une carte électronique.

Activités de la DT

Le soutien technique de la Division Technique s’est déroulé de 2012 à 2014. Plusieurs travaux et rapports ont été réalisés :

Electrode de Micro-ARES modélisée
  • Analyse dynamique et thermique préliminaire de deux designs d’antenne.
  • Analyse dynamique et de sensibilité du prototype v3, avec variation de l’épaisseur du cône.
  • Analyse dynamique du prototype du modèle de vol v4, puis v5 (modèle éléments finis sur l’image ci-contre).
  • Analyse dynamique du modèle de qualification de la carte électronique (modèle éléments finis ci-dessous).

Pour toutes ces simulations, les niveaux d’excitation mécaniques valables pour ExoMars ont été fournis par Thales Alenia Space, et les réponses calculées sont dans le domaine fréquentiel en sinus, en aléatoire et en choc.

Carte électronique de Micro-Ares modélisée



Par ailleurs, les mesures effectuées en analyse modale à la Plateforme d’Intégration et de Tests de l’Observatoire de Versailles Saint-Quentin, en 2013, sur un des prototypes d’antenne, ont confirmé les fréquences propres calculées sur le modèle qui tenait compte de la masse des accéléromètres collés sur la sphère.






N.B. : L’Agence spatiale européenne a lancé le lundi 14 mars 2016 de Baïkonour (Kazahstan) la mission spatiale ExoMars 2016.

Contact : Christophe Berthod, modélisation, calculs de structure, calculs thermiques