9 Octobre 2014

Satellite

Spica fait partie du futur programme scientifique de la JAXA (agence spatiale japonaise) et doit être lancé fin 2018. La mission est le successeur, à la fois scientifiquement et techniquement, de la mission hautement réussie AKARI. Des observations de grande sensibilité photométrique dans le moyen infrarouge et l'infrarouge lointain (MIR/FIR) sont possibles grâce au grand télescope de 3 m qui est activement refroidi en dessous de 5 K pour éliminer de façon efficace le bruit de photons non-astronomiques. L'environnement thermique requis par le télescope et les instruments sera maintenu par une combinaison de refroidissement passif (via des panneaux solaires dédiés et des boucliers thermiques combinés avec des radiateurs) et de refroidissement actif, utilisant un certain nombre de refroidisseurs mecaniques fournissant les basses températures de 4,5 K et 1,7 K. La haute résolution spatiale est obtenue grâce au miroir primaire monolothique de grande ouverture et aux tolérances appropriées du télescope et des surfaces du miroir pour obtenir une performence de la diffraction limitée à 5 µm.


Satellite Spica © ESA - Jaxa

    • Les caractéristiques de la plateforme sont :
      • Un module de service octagonal à température ambiante.
      • Dimensions : largeur ~ 4,5 m, hauteur 7,5 m. Masse totale avec ergols ~ 2300 kg
      • Puissance maximale totale : 2,8 kW (EOL)
      • Bilan delta-V total : 110 m/s
      • Exigences de pointage : mode standard : APE < 0,135 seconde d'arc, RPE < 0,075 seconde d'arc/200 s ; mode coronagraphe : Erreur Absolue de Pointage < 0,135 seconde d'arc, Pointing stability < 0,075 seconde d'arc/10 min.
      • Système de contrôle d'attitude : vaisseau stabilisé 3-axes, roues à réaction. Senseurs AOCS complétés par des caméras sur le plan focal dédiées au guidage fin.
      • Système de Contrôle Thermique : refroidissement passif par bouclier solaire, 3 boucliers thermiques, coque du télescope et baffle externe du télescope. Refroidissement actif par un ensemble redondant de refroidisseurs mécaniques fondé sur des unités Stirling 2-étages et des unités d'expension JT (étages 4,5 et 1,7 K).
      • Système de propulsion : Monopropulseur (blow down), 4x 23N et 8x 3N propulseurs. Ergol : 300 kg.
      • Gestion des données à bord : unité centrale (commune au module charge utile et au module de service), SpaceWire, mémoire de masse embarquée > 48 Goctets.
      • Télécommande, Télémesure & Communication : Bande-X (HGA, MGA, et 3x LGA pour le lien descendant), bande-S (2 LGA pour les liens montant et descendant).

    • Les caractéristiques de la charge utile sont :
      • Une charge utile cryogénique découplée thermiquement du module de service par une structure d'arrimage dédiée de faible conductivité thermique. Les températures cryogéniques sont atteintes par refroidissment passif (bouclier solaire, 3 boucliers thermiques, coque du télescope, baffle externe du télescope) et par refroidissement actif par un ensemble redondant de refroidisseurs mécaniques fondé sur des unités Stirling 2-étages et des unités d'expension JT (étages 4,5 et 1,7 K).

    Refroidisseurs JT et Stirling 2-étages à 3He développés pour Astro-H et SMILES
    Refroidisseurs JT et Stirling 2-étages à ³He développés pour Astro-H et SMILES

      • un télescope Ritchey-Chrétien, cryogénique (5 K) de 3 m de diamètre, avec une performence de la diffraction limitée à 5 µm (champ de vue de rayon 5 minutes d'arc (FOV)). le télescope sera équipé des instruments suivants :
        • MIRACLE (5 - 38 µm, 6' x 6' FOV), caméra spectro-photomètre moyen infrarouge,
        • SAFARI (34 à 210 µm, 2' x 2' FOV), spectromètre imageur à Transformée de Fourier dans l'infrarouge lointain
        • MIRMES (10,32 - 36,04 µm, R ~ 900 - 1500), spectromètre haute résolution moyen infrarouge
        • MIRHES (4 - 18 µm, R ~ 20 000 - 30 000), spectromètre haute résolution moyen infrarouge
        • SCI (5 (3,5) - 27 µm, R ~ 20 - 200, contrast 10-6, angle de travail intérieur 3,3/tel), coronographe moyen infrarouge
        • BLISS (38 - 430 µm, R ~ 700), spectromètre infrarouge lointain et sub-millimétrique ; optionnel
        • FPC, caméras du plan focal dédiées au guidage


    Localisation des instruments sur le plan focal de Spica © ESA, JAXA

    Ces instruments produiront les données scientifiques bord : 24 h x 4 Mb/s = 350 Gbit/jour.