Pascal Rosenblatt : Expérience de géodésie spatiale dans le système solaire: Quel rôle peut jouer la technique VLBI?

Les expériences de géodésie spatiale sont des expériences effectuées pratiquement à chaque mission vers un corps du système solaire (planètes, astéroïdes, comètes). Elles fournissent, en l’absence de mesures sismiques, le plus d’information concernant la structure interne des corps via la détermination du champ de gravité, des variations de rotation et d’orientation de ces mêmes corps. Parmi ses plus grandes réussites, citons la découverte d’un noyau liquide au sein de Mars et de Vénus. 

La mesure utilisée par ces expériences de géodésie spatiale est une mesure de poursuite de la sonde. Elle est établie grâce à un lien radio-fréquence (typiquement en bande X à 8.4 GHz) entre la sonde interplanétaire et des antennes sur Terre dédiées à ces mesures de poursuite.

Elles fournissent des mesures du temps lumière aller-retour et de la vitesse relative entre la sonde et la station terrestre à partir desquelles est reconstruite précisement la trajectoire de la sonde autour du corps ciblé par la mission. C’est à partir de cette reconstruction de trajectoire que sont extraits le champ de gravité et autres paramètres de rotation.

La technique VLBI est aussi utilisée par ces mêmes antennes de poursuite pour faire des mesures de position sur fond de ciel de ces sondes en recueillant le signal radio émis par la sonde, fournissant ainsi des mesures de position des corps autour desquelles elles gravitent. 

 

Récemment l’équipe de JIVE/ERIC a développé cette technique en rajoutant la mesure de l’effet Doppler à chaque station recevant le signal radio émis par la sonde. La technique se nomme PRIDE (Planetary Radio Interferometry and Doppler Experiment) et a été testé avec succès sur des mesures de poursuite des sondes de l’ESA, telles que Huygens, Mars Express et Venus Express. PRIDE a été également retenue sur la mission de l’ESA JUICE qui devrait atteindre la lune de Jupiter Ganymède en 2031, en excellent complément de l’expérience de radio-science utilisant le réseau d’antennes classiques.

 

Ce séminaire s’attachera à montrer certains aspects techniques de l’expérience PRIDE et les derniers résultats obtenus avec le survol de la lune de Mars Phobos effectués par la sonde Mars Express en décembre 2013. Ce séminaire veut aussi atteindre les étudiants dans le but d’enrichir leur connaissance et de susciter quelques vocations dans la discipline de la radio-science interplanétaire.