L'évaluation correcte de tout effet négatif potentiel est une partie essentielle du processus d'ingénierie menant à la production d'un instrument spatial. Outre les essais thermiques, de contrainte et de vibration, il s'agit également d'évaluer l'impact du rayonnement spatial sur les différents composants de l'instrument. Cela permet aux ingénieurs spatiaux d'anticiper les problèmes qui pourraient perturber le fonctionnement et éventuellement réduire la durée de vie prévue de l'instrument.
Etudier l'environnement de particules énergétiques
Nous avons utilisé le système SPENVIS de l'ESA, développé dans notre institut, pour étudier l'environnement de particules énergétiques que la sonde spatial EnVision rencontrera sur son chemin vers Vénus.
Après avoir rapidement quitté la magnétosphère terrestre, la sonde sera entièrement exposée à un flux constant de rayons cosmiques galactiques et à des vagues sporadiques de particules énergétiques provenant d'éruptions solaires telles que les éruptions et les éjections de masse coronale. Sans le bouclier protecteur de la magnétosphère terrestre, ces particules à haute énergie (de dizaines de MeV à GeV) peuvent facilement pénétrer la sonde spatiale et endommager les dispositifs électroniques internes s'ils ne sont pas suffisamment résistants aux radiations.
Etudier les effets de ces particules énergétiques estimées
Par la suite, nous avons effectué des simulations de Monte Carlo à l'aide de l'outil GRAS (Geant4 Radiation Analysis for Space) et de modèles géométriques simplifiés de l'instrument VenSpec-H et de son boîtier électronique afin d'étudier les effets à court terme (e.g. single event effects) et à long terme (doses totales de rayonnements ionisants et non ionisants) de ces particules énergétiques estimées.
Pour cette analyse préliminaire, nous avons également modélisé le blindage de la sonde sous la forme d'une sphère creuse en aluminium de 400 mm de rayon et de 1 mm d'épaisseur placée autour de l'instrument. Lorsque la conception de l'ensemble de la sonde sera achevée, une analyse plus détaillée pourra être réalisée.
Communiquées à l'équipe d'ingénieurs
Enfin, les informations issues de notre analyse ont été communiquées à l'équipe d'ingénieurs chargée de la construction de VenSpec-H.
Une meilleure compréhension des rayonnements potentiels liés à l’environnement spatial et de l’impact des effets attendus peut les aider à sélectionner les composants électroniques appropriées pour leur instrument, qui peuvent tolérer la quantité et l'intensité du rayonnement de particules à haute énergie.
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