Thibault Cavalié

Le Submillimetre Wave Instrument (SWI) est un télescope submillimétrique de 29 cm qui offrira la possibilité d’observer dans 2 bandes spectrales (600 et 1200 GHz) avec un pouvoir de résolution de 10⁷ grâce à la technique de spectroscopie hétérodyne. Cet instrument est sous la responsabilité de P. Hartogh (MPS, Allemagne).

L’instrument SWI

SWI effectuera des observations à haute résolution spatiale, spectrale et temporelle dont les principaux objectifs seront de mesurer la composition chimique à 3D et la circulation générale de Jupiter et d’étudier les atmosphères oxygénées des satellites galiléens.

Les observations de la stratosphère de Jupiter permettront notamment de suivre le devenir des composés déposés par la comète SL9. Nous aurons la capacité de mesurer des rapports isotopiques dans de nombreuses molécules (H₂O, CO, HCN) et de cartographier les vents stratosphériques pendant la durée de la mission, grâce à la très haute résolution spectrale offerte par l’instrument.

Simulation d’inversion d’observation de SWI. L’observation du méthane (CH4, en haut à gauche) est simulée pour en déduire les profils de vent atmosphérique (haut centre gauche), de température (haut centre droit) et d’abondance (en haut à droite).

La France contribue au développement de SWI, grâce à un financement du CNES. Le LERMA produit les synthétiseurs de fréquence et le récepteur à 1200GHz. Le LESIA et le LAB participent au développement de logiciels, à la calibration sol et en vol, et à l’implémentation scientifique de l’instrument.

Je suis co-I du Submillimetre Wave Instrument. Je supervise le développement du logiciel de planification des observations et l’écriture des scripts de commande de l’instrument. Je participe également à la calibration au sol de l’instrument.

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La prochaine grande mission du programme Cosmic Vision 2015-2025 de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) sera la mission Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE).

Cette sonde sera lancée en 2022 et sera accélérée lors de survols de Vénus, de la Terre et de Mars afin d’atteindre l’orbite de Jupiter. JUICE se placera en orbite dans le système de Jupiter en 2030.

JUICE étudiera Jupiter et son système pendant près de 4 ans grâce à 10 instruments, dont le Submillimetre Wave Instrument (SWI). La trajectoire adoptée propose une cinquantaine d’orbites autour de Jupiter (dont une dizaine inclinées), deux survols d’Europe, et une trentaine de survols de Ganymède et de Callisto. Enfin, JUICE se mettra en orbite autour de Ganymède.

Les objectifs scientifiques de la mission sont détaillés sur la page web JUICE de l’ESA.

La mission JUICE (crédits: ESA).

Mon travail, en tant que ESA Working Group Lead, consiste à coordonner la préparation scientifique des observations de Jupiter avec les instruments MAJIS, JANUS, UVS, 3GM et SWI, avec L. Fletcher (Université de Leceister). Nous étudions les meilleures opportunités d’observations, les possibilités de synergies instrumentales. Nous produisons régulièrement des rapports pour l’ESA. L’ensemble des activités de préparation scientifique de la mission se trouve sur une page web dédiée de l’ESA.

Exemple de segmentation de la trajectoire de JUICE en vue de l’optimisation des observations de Jupiter.

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