Pour atteindre ces objectifs, l’orbiteur embarquera une série d’instruments européens dont un sondeur pour révéler les couches souterraines et des spectromètres pour étudier l’atmosphère et la surface. 

Les spectromètres surveilleront les gaz à l’état de traces dans l’atmosphère et analyseront la composition de la surface, à la recherche de tout changement qui pourrait être lié à des signes de volcanisme actif. 

Un radar fourni par la NASA enverra des images et des cartes de la surface. En outre, une expérience de radioscience permettra de sonder la structure interne de la planète et son champ de gravité, ainsi que la structure et la composition de l’atmosphère. 

Les instruments développés, opèreront ensemble afin de caractériser au mieux les différentes interfaces intérieur/surface/atmosphère et leurs interactions, fournissant ainsi une vue globale de la planète et de ses processus d’interaction.

Les 4 expériences scientifiques majeures à bord d’EnVision sont :

• VenSAR : un radar à double polarisation dans la bande S à 3,2 GHz qui fournira plusieurs techniques d'imagerie et de télémétrie à partir de l’orbite polaire. 
  VenSAR permettra de caractériser les processus qui ont façonné l'histoire géologique de Vénus, ainsi que l'activité volcanique, tectonique et sédimentaire actuelle.
• SRS consiste en une antenne dipôle fixe fonctionnant dans la gamme 9 - 30 MHz.
  SRS recherchera les matériaux sous la surface de divers terrains géologiques comme les cratères d'impact, les cratères enterrés, les plaines, les coulées de lave et les zones de déformation tectonique, afin d’étudier le sol de Vénus à différentes profondeur et à différentes échelles horizontales.
• La Suite VenSpec (pour « Venus Spectroscopy Suite ») se compose de trois instruments distincts :
  • VenSpec-M est un imageur dans le proche infrarouge (0,86-1,18 μm). Il fournira des données sur la composition et les types de roches.
  • VenSpec-H est un spectromètre infrarouge qui effectuera des mesures atmosphériques à très haute résolution dans les régions 1,165-1,180 μm, 2,34-2,48 μm, 1,72-1,75 μm, et 1,37-1,39 μm.
  • VenSpec-U est un spectro-imageur UV qui surveillera les espèces soufrées de l’atmosphère (principalement le monoxyde et le dioxyde de soufre) ainsi que le mystérieux absorbant UV dans les nuages supérieurs de Vénus côté jour.

Cette suite instrumentale permettra de rechercher les variations de températures de surface et de concentrations de gaz indicatifs d'éruptions volcaniques. 

• Une expérience Radioscience (RSE) qui repose sur l’utilisation des canaux de télécommunication du satellite pour réaliser 2 axes de recherches :
  • Analyse de la gravité : 
    Tout vaisseau spatial en orbite est sensible au champ de gravité planétaire. Ces perturbations gravitationnelles génèrent des perturbations infimes, mais mesurables, de la vitesse orbitale et de la position précise du vaisseau spatial. A partir de ces mesures, le champ de gravité d'une planète peut être déterminé, ce qui donne des indications sur la structure lithosphérique et crustale, permettant ici de mieux comprendre l'évolution géologique de Vénus et de sonder sa structure interne profonde (taille et état du noyau).
  • Réalisation de radio-occultation : 
    L’objectif est de sonder l'atmosphère et l'ionosphère de Vénus lors des occultations qui se produisent pendant les liaisons de communication. Lorsque le vaisseau spatial commence à être occulté (ou après, dès qu’il réapparaît), le signal porteur du vaisseau spatial sonde les couches de l'atmosphère de la planète, provoquant des changements dans la fréquence et l'amplitude des ondes porteuses. On en déduit des informations sur l'atmosphère (densité, température et pression) et son absorption permet également d'estimer la teneur atmosphérique en acide sulfurique. 

Contexte

L’une des questions clés de la science planétaire consiste à savoir pourquoi Venus, bien qu’elle ait à peu près la même taille et la même composition que la Terre, a connu un changement climatique aussi spectaculaire : au lieu d’être un monde habitable comme la Terre, elle évolue dans une atmosphère toxique et est enveloppée d’épais nuages riches en acide sulfurique. 

EnVision fait suite au succès de la mission Venus Express (2005-2014) de l’ESA, laquelle était principalement axée sur la recherche atmosphérique, mais fit également des découvertes cruciales indiquant la présence possible de points chauds volcaniques à la surface de la planète. 

EnVision améliorera également les images radar de la surface obtenues par la mission Magellan de la NASA dans les années 1990. En collaboration avec les prochaines missions DAVINCI+ (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gases, Chemistry, and Imaging) et VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography, and Spectroscopy) de la NASA, le trio de nouveaux engins spatiaux fournira l’étude la plus complète jamais réalisée sur Vénus.

Quelles sont les caractéristiques actuelles de Vénus (activité, climat) ? Quelle histoire Vénus a-t-elle vécue pour arriver à cet état ? Vénus est-elle encore géologiquement active ? Quelle est la composition des roches constituant les tesserae, hauts plateaux rocheux peut-être analogues à nos continents ? Quel degré d’altération et d’oxydation de ces roches et ces surfaces conservent-elles des traces d’une époque antérieure où l’eau était plus répandue ? Aurait-elle pu autrefois abriter un océan et même entretenir la vie ? Quelles leçons peut-on tirer de l’évolution des planètes terrestres en général, alors que nous découvrons davantage d’exoplanètes semblables à la Terre ? Voici quelques-unes des questions auxquelles EnVision essayera de trouver des réponses.

Pour répondre à ces questions fondamentales, les objectifs scientifiques de la mission sont de :

• Déterminer les types de processus volcaniques qui se sont produits sur Vénus, en étudiant les propriétés du magma et les âges relatifs des différentes coulées volcaniques
• Déterminer les types de déformation tectonique qui ont opéré sur Vénus en étudiant leur expression de surface et leurs signatures gravitationnelles, et en déterminant leur rôle dans la perte de chaleur planétaire
• Caractériser les processus de modification de surface tels que la modification des cratères d'impact, les hautes terres lumineuses à faible émissivité/radar, pour améliorer notre compréhension de la géochronologie de Vénus
• Étudier la structure interne de Vénus, grâce à des mesures du champ de gravité et de la réponse des marées, pour contraindre les propriétés et les épaisseurs de la croûte, du manteau et du noyau de Vénus
• Contraindre la nature et l'occurrence du volcanisme récent sur Vénus, en vue de comparer ces processus à ceux de la Terre et des autres planètes telluriques, caractérisant ainsi ses signatures morphologiques, thermiques et volatiles
• Étudier l'évolution du paysage sur Vénus, comme l'érosion et le dépôt de mouvements de masse entraînés par la gravité, et l'altération chimique active sur des échelles de temps allant du mois à plusieurs années
• Explorer le rôle de l'activité géologique, à travers le volcanisme et les réactions chimiques surface-atmosphère, dans le maintien du contenu volatil et nuageux de l'atmosphère et de l'évolution du climat
• Étudier le transport d'espèces volatiles géophysiquement significatives à travers l'atmosphère et les nuages de Vénus, par des mesures au-dessous, à l'intérieur et au-dessus de la couche nuageuse. 

Déroulé du projet

La mission Envision sera lancée fin 2031 à bord d’Ariane 6. La sonde achèvera sa croisière vers Vénus en 2033 où elle entamera une phase d’aéro-freinage dans le but d’atteindre son orbite finale pour ensuite entamer sa mission scientifique début 2035. La phase d’étude scientifique nominale se déroulera jusqu’en 2039 et une extension pourra être considérée.

Organisation

La mission EnVision s’inscrit dans le cadre du programme spatial scientifique de l’Agence Spatiale Européenne : Cosmic Vision 2015-2025.

Elle est développée en collaboration avec la NASA qui fournit l’instrument principal, un radar à synthèse d’ouverture afin de cartographier la surface de Vénus. 

La France contribue à la mission via la participation de plusieurs laboratoires français (IRAP, LATMOS, LESIA, LPG), qui travaillent au développement d’instruments destinés à être embarqués à bord du satellite et à la direction d’expériences de radio-sciences. 

Le CNES est responsable, en tant qu’agence nationale, de toutes les contributions françaises à la mission. 
En particulier, le CNES est impliqué dans la réalisation du spectromètre VenSpec-U qui étudiera les interactions entre la basse et la haute atmosphère et le cycle du soufre, en analysant l’atmosphère au-dessus des nuages, et de l’expérience RadioScience qui analysera la structure interne de Vénus.

Principe du système DORIS

Le système DORIS est basé sur le principe de l'effet DOPPLER. C'est l'effet qui est à l'origine du décalage de la fréquence d'une onde lorsqu'un transmetteur et un récepteur sont en déplacement relatif l'un par rapport à l'autre. En conséquence, la fréquence du signal reçu n'est pas la même que celle du signal transmis. La fréquence augmente lorsque les deux objets se rapprochent et diminue lorsqu'ils s'éloignent. Le système DORIS transmet et reçoit des ondes radios. Le récepteur est sur le satellite et les transmetteurs sont des balises au sol.

Les balises orbitographiques DORIS transmettent des signaux sur deux fréquences séparées (2036.25 MHz et 401.25 MHz) au satellite. Le récepteur à bord du satellite analyse les fréquences du signal reçu pour calculer sa vitesse par rapport à la Terre. Cette vitesse est fournie aux modèles de détermination de l'orbite pour dériver la position en orbite du satellite au centimètre près en composante radiale.

L’instrument embarqué DORIS

L'instrument Doris fait partie de la charge utile du satellite. Il comprend un récepteur qui mesure la vitesse radiale (voir l'effet Doppler) et une antenne omnidirectionnelle. Le récepteur est piloté par un oscillateur ultrastable (OUS). Toutes les 10 secondes, il mesure le décalage Doppler de la fréquence du signal radio transmit par les balises à 400 MHz et 2 GHz. La mesure du décalage du signal à 400 MHz est vitale pour la réduction des erreurs de propagation dans l'ionosphère.

Depuis le lancement du satellite Spot 4 en janvier 1998, le navigateur Diode (Détermination Immédiate d'Orbite par Doris Embarqué), qui permet de calculer en temps réel la trajectoire du satellite avec une précision qui va de quelques mètres à quelques centimètres selon la mission, a été ajouté au système du satellite. Les versions successives du système Doris ont inclus quatre générations de récepteur.

Quatre générations d'instruments Doris ont été développées, chacune compatible avec le réseau de stations. Les deux éléments que tous les instruments partagent sont l'acquisition de mesures toutes les 10 secondes et le système bi fréquence. La miniaturisation des circuits électroniques a permis d'inclure au boîtier Doris deux récepteurs chacun ayant 7 canaux bi fréquence et deux OUS (Oscillateur Ultra Stable).

Les stations

Une station Doris comprend une balise (il existe trois générations de balises), une antenne omnidirectionnelle, et un ensemble de capteurs de pression, de température et d'humidité. Les balises transmettent des signaux sur deux fréquences : 2036.25 MHz et 401.25 MHz. Les deux signaux sont modulés pour envoyer des messages contenant un numéro d'identification, une information temporelle, des données des capteurs météorologiques et des données d'ingénierie (puissance, etc.).

Le réseau de stations comprend :

• Environ 60 balises actives de 4 générations successives (2dernières générations en service)
• Balises bi fréquence à 401.25 et 2036.25 MHz
• Quatre balises maîtresses (capables de télécharger des commandes à l'instrument) : Toulouse, Kourou, Hartebeestoek, Papeete

Le Centre de Contrôle et de Traitement

Les relais satellites acquièrent et stockent les données à intervalles réguliers au SSALTO, centre de contrôle mission Doris à Toulouse, France. Ce centre surveille les opérations des stations, traite les mesures, calcule l'orbite des satellites équipés d'un instrument Doris, et archive et distribue les données. Depuis sa première mission en 1990, Doris a acquis 50 millions de mesures pour la communauté scientifique internationale.

Applications du système DORIS

DORIS fait partie de la charge utile scientifique, c'est un capteur primaire pour la détermination subdécimétrique de l'orbite qui est requise pour atteindre les objectifs de suivi des océans à grande échelle de cette mission. Il fut décidé très tôt de faire une validation de DORIS avant TOPEX/POSEIDON. Ceci fut réalisé par l'embarquement de DORIS sur le satellite d'observation de la Terre SPOT2 (laucé en 1990) en tant que passager.

Suite à la reconnaissance de la capacité du système à fournir un positionnement précis de balises au sol, DORIS a été approuvé pour voler à bord de SPOT3 (lancé en Septembre 93) et SPOT4 pour cette mission.

Dans le cas de SPOT4 la possibilité d'une détermination temps réelle à bord de l'orbite, nommée DIODE, a été ajouté à DORIS pour fournir aux utilisateurs des images SPOT un éphéméride du satellite.

Le système Doris a aussi été approuvé par l'Agence Spatiale Européenne pour déterminer l'orbite précise du satellite d'étude de l'environnement de la Terre ENVISAT-1.

De nouveaux instruments DORIS ont été embarqués à bord de JASON-1 (mission suite de TOPEX-POSEIDON) et de SPOT5. Ces nouveaux instruments (nommés2ème Génération Miniaturisés) sont similaires à l'instrument DORIS embarqué sur ENVISAT en termes de fonctions et de performances, mais avec une amélioration des caractéristiques de Masse / Volume / Consommation, un concept plus intégré, et une plus grande utilisation des techniques de traitements numériques.

La génération actuelle d'instruments nommée DGxx vole sur JASON-2 (suite de JASON-1), sur CRYOSAT-2 (mission de suivi des glaces de l'Agence Spatiale Européenne), et vole sur SARAL/AltiKa (mission franco-indienne d'altimetrie océanique en bande Ka).

Les instruments DGxx sont équipés de 7 canaux bifréquences pour permettre un suivi simultané de 7 balises pour satisfaire les besoins du Service International Doris.
De tels récepteurs sont aussi à bord d'HY-2A (Mission chinoise d'observation des océans), de JASON-3, Sentinel-3, Jason-CS (Sentinel-6) et SWOT.

International DORIS Service (IDS)

La précision obtenue, associée à la couverture dense et homogène du réseau de balises permet à DORIS d'être une des techniques de localisation précise qui participe à la définition de l'ITRF qui est le Système de Référence Terrestre International de l'IERS (International Earth Rotation Service). A cet effet, le service IDS (International DORIS Service), a été créé au début des années 2000, pour la diffusion des données et des produits DORIS vers la communauté scientifique (géodésique, géophysique). Grâce à la performance DORIS en constante progression, à l'augmentation du nombre de satellites contributeurs (> 4 depuis 2003), l'IDS a connu ces dernières années un véritable essor et a atteint sa maturité en 2009 puisque 7 centres d'analyses internationaux ont contribué à une solution combinée DORIS de grande qualité soumise à l'IERS pour l'ITRF2008, et le Centre de Combinaison IDS a démarré sa production de routine.

L'IDS est maintenant un service bien reconnu, et prépare activement la prochaine soumission à l'ITRF2013.

Le service IDS s'est rapidement étendu ces dernières années grâce aux excellentes performances du système DORIS disponibles sur un nombre croissant de satellites contributeurs. L'IDS participe aussi au GGOS (Global Geodetic Observing System).

Données et produits IDS

L'IDS collecte, archive et distribue des données d'observation DORIS ainsi que les produits dérivés suivants : coordonnées et vitesse des stations DORIS, géocentre et échelle du Système Référence Terrestre, des informations ionosphériques, des éphémérides haute précision des satellites DORIS, et des paramètres de la rotation de la Terre.

Documents

Pour aller plus loin, voici des documents pédagogiques et techniques que vous pouvez télécharger :

• Caractéristiques de l’instrument DORIS DGXX-S (PDF)
• Détails techniques de la mission DORIS HY-2A (PDF)

Liens externes

Pour aller plus loin, voici des liens vers des sites externes que vous pouvez consulter :

• Site IDS (International DORIS Service)
• Site AVISO+

Contexte

Le système DORIS est utilisé pour déterminer avec une précision de l'ordre du centimètre l'orbite des satellites équipés de récepteurs DORIS. Le système est basé sur la mesure du décalage Doppler de signaux radio-fréquence émis par un réseau de stations terrestres, appelées balises DORIS, utilisées comme points de référence à la surface de la Terre. Environ 60 balises, distribuées tout autour du globe, sont hébergées par une trentaine d'organismes hôtes internationaux. A l'inverse, le système permet de localiser des points au sol avec la même précision. Cette dualité permet à DORIS d'être associé aux missions altimétriques de mesure des océans ou des glaces, à l'étude de la forme et des mouvements de la Terre, ainsi qu'à de nombreux services de localisation.

Déroulé du projet

Le système DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositionning Integrated by Satellite) a été développé au début des années 1980 par les équipes du CNES de l'IGN (Institut Géographique National) avec les scientifiques du GRGS (Groupe de Recherche en Géodésie Spatiale) et les industriels. DORIS a été testé pour la première fois sur le satellite SPOT-2 lancé le 22 janvier 1990. Le récepteur DORIS participe ensuite aux missions d'observation de la Terre SPOT-3 (1993), SPOT-4 (1998), SPOT-5 (2002) en apportant son aide pour la détermination de l'orbite, la localisation des images et le rattachement du temps satellite au temps sol. Il est embarqué à bord de Pléiades (2012).

En ce qui concerne les missions altimétriques, DORIS est embarqué en 1992 sur le satellite franco-américain TOPEX-Poséidon, puis sur Jason-1 (2001), ENVISAT (2002) et Jason-2 (2008), Cryosat-2 (2010) pour l'étude des glaces, la mission franco-chinoise d'océanographie HY-2A, 22C, 2D (2011, 2020, 2021), ainsi que la mission franco-indienne SARAL/AltiKa (2013), Sentinel-3 (2016), Jason-3 (2016), Jason-CS/Sentinel-6 (2020) et SWOT (2022).

Au fil des années, l'efficacité du système n'a cessé de croître pour répondre au mieux aux besoins des utilisateurs faisant de DORIS un système de référence international au même titre que les techniques GPS, la télémétrie laser ou l'interférométrie à très longue base (VLBI).

Les produits DORIS sont disponibles auprès des centres de données AVISO et IDS.

Organisation

Responsabilité système DORIS

• CNES : Développement et maintenance du système, détermination précise d'orbite
• GRGS : Champ de gravité de la Terre, localisation précise et géodésie
• IGN : Développement et maintenance du réseau, localisation précise et géodésie

Agences spatiales clientes ou partenaires

• ESA : Envisat, Cryosat, Sentinel-3, Sentinel-6
• NASA, NOAA, (États-Unis) : SWOT
• EUMETSAT : Topex-Poseidon, Jason-1, Jason-2, Jason-3
• ISRO : Altika
• CNSA : HY2

Industriels développeurs

• CLS (France) : Opération, développements sol et fonctions spécifiques du logiciel embarqué des instruments embarqués
• CISI (France) : Développement du Centre de Contrôle DORIS
• DACTEM (France) : Équipements tests au sol
• ELTA (France) : Balises (3ème génération)
• RAKON (France): Oscillateurs des balises et des instruments embarqués
• COBHAM (France) : Antennes des balises
• THALES-DMS (France) : Instruments embarqués
• COBHAM (France) : Antennes des instruments embarqués

Description et fonctionnement de l’instrument

DORN est constitué d’un spectromètre de particules alpha (ou noyaux d’hélium), mesurant leur énergie entre 1 et 12 Méga Electron Volts (MeV). Il est conçu pour détecter les particules alpha (noyau d’Hélium) émises par le radon et le polonium, l’un de ses descendants radioactifs, lors de leur désintégration (celles-ci ont une énergie bien connue, qui permet de les identifier). Ces particules seront captées par des détecteurs silicium formant une surface totale de détection de 40 cm², organisés en 8 Unités de détection, orientées vers le ciel (pour la mesure du radon) et vers le sol lunaire (pour la mesure du polonium). Chaque Unité de détection est constituée de deux détecteurs montés dos à dos (détecteur Front/détecteur Back) de façon à mesurer et soustraire le bruit de fond et séparer particules alpha et protons du vent solaire, la principale source de bruit radiatif attendue. 

Chaque particule pénétrant les détecteurs y génère une impulsion de courant qui est transformée en impulsion de tension, amplifiée et mise en forme, dont on va mesurer l’amplitude et le nombre, pour former des spectres qui seront envoyés sur Terre. Le nombre de particules y sera classé en fonction de leur énergie. L’instrument est adapté aux conditions de pression (vide) et de température (entre -40 °C et +60 °C) qui seront rencontrées pendant la mission. Une petite source de calibration embarquée (Polonium-209), qui émet des particules alpha à une énergie connue, est positionnée devant chaque Unité de détection pour corriger les dérives des spectres avec la température et pour vérifier le bon fonctionnement de l’instrument. 

La détection des particules alpha se fait sur quelques dizaines voire centaines de mètres autour de l’atterrisseur, avec une sensibilité 10 fois plus grande que celle des instruments qui ont cherché dans le passé à mesurer le radon depuis l’orbite lunaire. Le principal défi est la courte période de mesure imposée par le profil de la mission et l’activité solaire importante de 2024.

Contexte

La Lune possède une « atmosphère » extrêmement ténue que l’on appelle exosphère. Elle a une durée de vie courte, à cause de son exposition aux rayonnements ultraviolets du Soleil et au vent solaire, qui l’expulsent rapidement dans l’espace. Cependant, elle existe toujours, ce qui signifie qu’elle se régénère en permanence.  Mais par quel processus ?

3 explications sont possibles :

1) Le vent solaire (qui apporte hydrogène, hélium, argon, carbone, azote, etc.) et les interactions entre ce rayonnement solaire et la surface lunaire (sodium, potassium, eau, méthane, CO₂, etc.).

2) Les impacts de météorites qui apportent des espèces volatiles (telles que H₂O), qui, comme celles générées par le vent solaire, peuvent migrer à la surface de la Lune et éventuellement être piégées au niveau des pôles.

3) Enfin, certains gaz peuvent provenir du dégazage de la Lune elle-même, comme le radon, qui est produit par la radioactivité de la croûte, voire du manteau lunaire.

C’est cette dernière composante que l’instrument DORN étudie, en mesurant le flux de radon qui s’échappe du sol lunaire pouvant être comparé au flux s’échappant d’autres planètes.

Du haut de leur orbite, les vaisseaux et sondes américains Apollo 15 et 16 (1971-1972), Lunar Prospector (1998-1999) et la sonde japonaise Kaguya (2007-2009) ont révélé d’énigmatiques variations spatiales et temporelles du radon qui pourraient être liées à l’activité sismique de la Lune.

Mais aucune mesure de ce gaz n’avait encore été réalisée in situ.

Les objectifs scientifiques de DORN sont : 

• Étudier le dégazage lunaire et le transport des gaz dans le régolithe (dont est constitué le sol lunaire).
• Déterminer le flux de radon s’échappant de la Lune et le comparer à celui sur Terre, Mars et Mercure.
• Étudier les propriétés thermo-physiques du régolithe lunaire.
• Étudier le transport des gaz dans l’exosphère lunaire.
• Étudier le transport de la poussière recouvrant le régolithe par la mesure du polonium.
• Améliorer les estimations de la teneur en uranium du régolithe.
• Établir pour la première fois une mesure de référence depuis le sol, en vue d’étalonner les mesures orbitales passées, moins précises, d’Apollo 15 et 16 (NASA 1971 et 1972) et des sondes Lunar Prospector (NASA 1998) et Kaguya (JAXA 2007).

Déroulé du projet

Après son lancement à bord d’une fusée Longue Marche 5 depuis le centre spatial de Wenchang, sur l’île de Hainan en Chine, la sonde Chang’e 6 a entamé un voyage de quelques semaines vers la Lune. S’en est suivi un séjour en orbite autour de la Lune de quelques jours, puis l’atterrisseur de la sonde a rejoint la surface lunaire, au niveau du Pôle Sud-Aitken, sur la face cachée de la Lune. A commencé alors une mission scientifique de 48 heures, durant laquelle l’instrument DORN, installé à bord de l’atterrisseur, a effectué des mesures du radon. 

Pendant ce temps, d’autres instruments (une caméra panoramique, un spectromètre minéralogique, un radar d'exploration lunaire et un dispositif de prélèvement) se sont activés. Notamment, l’un deux a récupéré des échantillons lunaires en prévision de leur retour vers la Terre. Un module de remontée les a ramenés à bord du module de service, resté en orbite, en charge du trajet retour des précieux matériaux.

Organisation

DORN a été conçu et réalisé à l’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP) sous maîtrise d’ouvrage du CNES. 

L’IRAP a collaboré avec le CEA dont le LNE-Laboratoire National Henri Becquerel pour la production des sources d’étalonnage de Polonium-209 embarquées, ainsi qu’avec Albedo Technologies, une TPE spécialisée dans le développement d’instrumentation de mesure de la radioactivité et le CNRS à travers plusieurs laboratoires dont il est cotutelle, notamment :

• l’Observatoire Midi-Pyrénées (OMP – CNES/CNRS/IRD/Météo France/UT3) qui a mobilisé son Groupe d’Instrumentation Scientifique (GIS), un service technique mutualisé, pour l’architecture thermique et l’usinage de pièces mécaniques ;
• le Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH - CNRS, IMT Atlantique, Université de Nantes) et le GIP Arronax qui ont participé à la caractérisation de l'instrument lors de tests de calibration utilisant les faisceaux protons et alpha de haute énergie du cyclotron Arronax ;

Le développement de l’instrument s’est fait en partenariat avec l’Institut de Géologie et Géophysique de l’Académie des sciences chinoise (IGG-CAS), auquel appartient la co-responsable scientifique du projet DORN (Prof. He Huaiyu).

L’équipe scientifique inclut également des collaborateurs de l’Institut de Physique du Globe de Paris (IPGP - CNRS, Université Paris Cité), de la China University of Geosciences Beijing (CUGB), du National Space Science Center (NSSC) chinois, de l’Université Christian-Albrechts de Kiel, du Centre de recherches pétrographiques et géochimiques (CRPG - CNRS, Université de Lorraine) et du Planetary Science Institute aux États-Unis.

Toujours dans le but d'atteindre les objectifs de la mission, la mission SVOM met en œuvre des moyens sol comprenant en plus des moyens propres aux tâches de contrôle et de commande de la plate-forme spatiale, les moyens précisés ci-dessous :

• GFT (Ground Follow-up Telescope) (1 GFT français et 1 GFT chinois)
  Télescopes robotiques chargés de mesurer avec précision les coordonnées célestes du sursaut en moins de quatre minutes après la réception d'une alerte (localisation à la seconde d'arc), de mesurer l'évolution photométrique de l'émission rémanente dans plusieurs bandes spectrales et de fournir une estimation photométrique de son décalage vers le rouge.
  Le GFT français, installé au Mexique, dispose d’une voie visible et d’une voie infrarouge (0.4 – 1.8 microns) alimenté par un miroir de diamètre 1.30 m.
  Le GFT chinois, installé en Chine, est équipé d’un miroir d’1 m de diamètre et observe dans le visible (0.4 – 0.95 microns).
• GWAC (Ground Wide Angle Camera) (fourniture chinoise)
  Ensemble de petits télescopes sol pointés vers la même région du ciel que celle observée par l'instrument ECLAIRs, et chargé d'y découvrir dans le domaine visible une éventuelle émission précédant l'apparition du sursaut dans le domaine des rayons gamma.
  Les caméras du GWAC sont équipées d’un télescope de 18 cm de diamètre alimentant une voie visible (0.5 – 0.85 microns).
• Réseau d'alerte (fourniture française)
  Entité permettant un contact permanent du satellite vers le sol, destinée à recevoir à tout moment le signal d'alerte délivré par le satellite et à le transmettre en moins d'une minute au centre scientifique français (FSC). Ce réseau est aussi utilisé pour transmettre en temps quasi réel une partie des données scientifiques.

• FSC (Centre Scientifique Français)
  Centre scientifique où les données d'alerte sont analysées automatiquement en temps quasi réel par des automates chargés de distribuer l'alerte aux grands télescopes. Les données d'alerte sont aussi analysées par plusieurs scientifiques français et chinois qui se relaient afin d'assurer une veille scientifique opérationnelle 24 heures sur 24.

Organisation autour de la charge utile MPO

Le spectromètre UV PHEBUS a pour maître d’œuvre le laboratoire français LATMOS (PI : E. Quemerais) qui fournit l’instrument. Ce développement est réalisé en coopération avec l’Université de Tohoku, Japon et Roscosmos, Russie.

L’ensemble instrumental d’analyse de particules neutres et ionisées SERENA (Search for Exospheric Refilling and Emitted Natural Abundances) a pour maître d’œuvre l’IFSI, Italie (PI : S. Orsini). Cet ensemble comprend :

• ELENA (Emitted Low-Energy Neutral Atoms)
• STROFIO (STart from a ROtating Field mass spectrOmeter)
• PICAM (Planetary Ion CAMera)
• MIPA (Miniature Ion Precipitation Analyser)

Des laboratoires français contribuent à cet ensemble : l’IRAP contribue au convertisseur HT d’ELENA, un détecteur d’atomes énergétiques neutres (Co-PI/I : I. Dandouras) ; le LATMOS contribue aux détecteurs de temps de vol et au module électronique associé de PICAM, un détecteur d’ions à faible énergie (Co-PI/I : F. Leblanc).

L’ensemble d’imageurs, caméras HP, caméras stéréo, spectro-imageur IR SIMBIO-SYS (Spectrometers and Imagers for MPO BepiColombo Integrated Observatory System) a pour maître d’œuvre l’INAF, Italie (PI : G. Cremonese). Cet ensemble comprend :

• STC (Stereo Channel)
• HRIC (High spatial Resolution Imaging Channel)
• VIHI (Visible Infrared Hyperspectral Imager channel)

Des laboratoires français contribuent à cet ensemble : l’IAS contribue au module électronique de gestion des instruments à haut débit et à la calibration optique et radiométrique de l’ensemble intégré (Co-PI/I : M. Vincendon) ; le LESIA fournit les détecteurs et l’électronique de proximité de VIHI (Co-PI/I A. Douressoundiram).

L’altimètre laser BELA a pour maître d’œuvre l’Université de Berne, Suisse  et le DLR, l’agence spatiale allemande. Des laboratoires français contribuent à cet instrument : l’IPGP contribue à la modélisation mécanique et thermique (Co-PI/I : P. Lognonné) ; le LAM contribue à l’étude d’un filtre rejecteur du rayonnement solaire et IR thermique (Co-PI/I : P. Lamy).

Le magnétomètre MPO-MAG (Mercury magnetometer) a pour maître d’œuvre la Technische Universität Braunschweig, Allemagne.

L’expérience de radio-science MORE (Mercury Orbiter Radio-science Experiment) a pour maître d’œuvre l’Université de Rome La Sapienza, Italie.

Le spectromètre imageur infrarouge MERTIS (Mercury radiometer and thermal infrared spectrometer) a pour maître d’œuvre l’Université de Münster, Allemagne et le Centre allemand pour l’aéronautique et l’astronautique.

Le spectromètre imageur rayons X MIXS (Mercury Imaging X-ray Spectrometer) a pour maître d’œuvre l’Université de Leicester, Royaume-Uni.

Le spectromètre rayons X et particules SIXS (Solar intensity x-ray and particles spectrometer) a pour maître d’œuvre l’Université d’Helsinski, Finlande.

Le spectromètre à neutrons et rayons gamma MGNS (Mercury gamma-ray and neutron spectrometer) a pour maître d’œuvre Roscosmos, Russie.

Organisation autour de la charge utile Mio

L’ensemble instrumental de mesure d’ondes plasma PWI (Plasma Wave Investigation) a pour maître d’œuvre l’Université de Kyoto, Japon (PI : Y. Kasaba). Cet ensemble comprend :

• WPanT (Wire Probe Antenna)
• Search Coil
• AM²P (Active Measurement of Mercury’s Plasma)
• MEFISTO (Mercury Electric Field In Situ Tool)
• SORBET (Spectroscopie Ondes Radio et Bruit Electrostatique Thermique)

Des laboratoires français contribuent à cet ensemble : le LPP fournit le fluxmètre axial du Search Coil (Co-PI/I : F. Sahraoui) ; le LPC2E fournit l’instrument AM²P (Co-PI/I : P. Henri) ; le LESIA fournit l’instrument SORBET (Co-PI/I : K. Issautier).

L’ensemble instrumental de mesure de particules chargées MPPE (Mercury Plasma Particle Experiment) a pour maître d’œuvre le ISAS-JAXA, Japon (PI : Y. Saito). Cet ensemble comprend :

• MEA (Mercury Electron Analyzers)
• MSA (Mercury mass Spectrum Analyzer)
• MIA (Mercury Ion Analyser)
• HEP-e (High Energy Particles electron)
• HEP-i (High Energy Particles ion)

Des laboratoires français contribuent à cet ensemble : l’IRAP fournit l’instrument MEA (Co-PI/I : N. André) ; le LPP fournit l’analyseur électrostatique de type Top Hat de l’instrument MSA (Co-PI/I : L. Hadid).

Les magnétomètres MMO/MGF (Mercury Magnetometer / Magnetometer Fluxgate) ont pour maître d’œuvre l’institut de recherche spatiale de l’Académie autrichienne des sciences.

Le détecteur de poussières MDM (Mercury Dust Monitor) a pour maître d’œuvre l’Université de technologie de Chiba, Japon.

Le spectromètre MSASI (Mercury Sodium Atmospheric Spectral Imager) a pour maître d’œuvre l’Université de Tokyo.