6 Octobre 2014

Carmen-3

Carmen-3CARMEN (CARactérisation et Modélisation de l'Environnement) est un concept d'architecture d'instruments dédiés à la mesure de l'environnement spatial : débris, particules de hautes et de basses énergies...

CARMEN-3 est le nom donné à cette architecture à bord du satellite JASON-3 (MEO 1336 km, 66°). Dans cette mission de 5 ans, CARMEN-3 est composé uniquement de l'instrument ICARE-NG et d'un capteur additionnel AMBRE. ICARE-NG est un instrument dédié à la mesure de l'environement radiatif spatial and de ses effets sur les composants électroniques. AMBRE est un modèle de capteur capable de détecter des ions et des électrons de faibles énergies.

Le CNES assure le rôle de maître d'œuvre instrument et a confié la réalisation du modèle de vol de des instruments ICARE-NG et AMBRE à la société EREMS.

Objectifs Mission

Exemple de mesures d'environnement radiatifL'instrument CARMEN-3 a des objectifs mission qui lui sont propres ainsi que des objectifs en lien avec le satellite qui l'emporte à son bord :

  • objectifs scientifiques ICARE-NG : permettre la mesure des flux de particules chargées et les effets de ces flux de particules sur les composants électroniques qu'il embarque en test,
  • objectifs scientifiques AMBRE : permettre la mesure des flux de particules chargées basses énergies responsables des phénomènes de décharge électrostatique,
  • objectifs mission CARMEN-3 associés à JASON-3 : caractériser l'environnement radiatif local et aider à l'évaluation des effets radiatifs sur le satellite, en particulier dans l'Anomalie de l'Atlantique Sud (SAA) et participer à la calibration croisée des données avec l'instrument LPT dans le cadre du JRE (Join Radiation Experiment).

Exemples de Résultats

Description

L'instrument ICARE-NG/CARMEN-3 se compose de 3 détecteurs de radiation associés à une électronique d'acquisition et traitement (Boîtier SPECTRE) et une carte expérience composants (Module EXPERIENCE). L'instrument ICARE-NG réalise de plus l'alimentation du capteur additionnel AMBRE (qui est situé à l'extérieur du satellite) ainsi que son interface TM/TC associée.

Description fonctionnelle de CARMEN-3
Description fonctionnelle de CARMEN-3

Les détecteurs de radiation embarqué par ICARE-NG sont des diodes silicium utilisées en mode simple ou en coïncidence. Le boîtier SPECTRE réalisera les mesures de spectres de radiation sur diverses gammes d'énergies. Ces mesures consistent à générer à bord de l'instrument les spectres cumulés en énergie pour chaque type de particule pendant une période programmable.

Les niveaux de référence, les gains des chaînes de mesure et la période d'accumulation pour la génération des spectres sont programmables et permettent une possible optimisation de la mise au point en vol. L'ensemble de ces valeurs est préréglé avant le lancement.

En plus de l'électronique de traitement, le boîtier SPECTRE effectue les fonctions d'alimentation et d'interface de télécommande / télémesure via un bus 1553. Il comprend également une interface de télécommande / télémesure pour le contrôle du capteur AMBRE.

Le rôle du module EXPERIENCE est de mesurer en vol les taux d'évènement et les dérives paramétriques d'un ensemble de composants électroniques avancés. Ce module est esclave du boîtier SPECTRE dont il dépend pour toutes ses alimentations et pour les échanges de données avec l'extérieur.

AMBRE est un modèle de capteur capable de détecter des ions et des électrons de faibles énergies dans la gamme 10ev-30keV. Ce capteur discrimine les particules selon leur énergie et réalise des spectres en énergie. Le capteur s'interface avec l'instrument ICARE-NG par qui il est alimenté et avec qui il échange télémesures et télécommandes.

Caractéristiques

 EREMSL'instrument CARMEN-3 présente les principales caractéristiques suivantes :

ICARE-NG
Dimensions200 x 122 x 112 mm
Masse2,8 kg
Consommation Nominale
(suivant mode de fonctionnement)
4,5 W à 13 W
Débit Télémesure420 bits/s
Volume de Données Maximum4,32 Mo/jour
AMBRE
Dimensions206 x 142 x 134 mm
Masse2,5 kg
Consommation Nominale
(suivant mode de fonctionnement)
Incluse dans la consommation ICARE-NG
Débit Télémesure300 bits/s
Volume de Données Maximum3,09 Mo/jour

Principales caractéristiques de l'instrument CARMEN-3

Objectifs de la Mission CARMEN-3 / JASON-3
IdentificationClassificationPerformences
Mesure EnvironnementICARE-NG
Mesure des flux de particules :
- électrons hautes énergies
- protons hautes énergies

AMBRE
Mesure des flux de particules :
- électrons basses énergies
- protons basses énergies

mission/scientifique



mission/scientifique
Comptage rapide ~3E5 cps/s
1,6 – 3,6 MeV
27 - 292 MeV



qq eV – 30 keV
qq eV – 30 keV
Test ComposantICARE-NG
- Dosimétrie PMOS et OSL

- Effets de dose
- Evénements singuliers non destructifs
- Evénements singuliers destructifs (protégés)
mission/scientifique

scientifique


scientifique
 
~ 5 10-1 rad


Dérives des paramètres clés
qq ev/ jour, datés à la seconde
qq ev/ semaine, datés à la seconde

Performances de la mission CARMEN-3

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