2 Octobre 2014

Carmen-2

Carmen-2CARMEN (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-2 est le nom donné à cette architecture à bord du satellite JASON-2 (MEO 1336 km, 66°). Dans cette mission de 5 ans, CARMEN-2 est composé uniquement de l'instrument ICARE-NG. ICARE-NG est un instrument dédié à la mesure de l'environement radiatif spatial and de ses effets sur les composants électroniques.

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

Du fait de la décision tardive de CARMEN-2 par rapport au développement du satellite, le développement de l'instrument a été mené dans un cadre calendaire très contraint. Le modèle de vol a été livré et intégrer sur la charge utile JASON-2 en mars 2007.

Objectifs mission

Exemple de mesures d'environnement radiatifL'instrument CARMEN-2 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 : permettre la mesure des flux de particules chargées et les effets de ces flux de particules sur les composants électroniques qu'il embarque.
  • objectifs associés à JASON-2 : caractériser l'environnement radiatif local et aider à l'évaluation des potentielles dérives dues aux radiations dont pourraient être l'objet les équipements en particulier dans l'Anomalie de l'Atlantique Sud (SAA).
  • Exemple de résultats.

Description

L'instrument ICARE-NG/CARMEN-2 se compose de 3 détecteurs de radiation associés à une électronique d'acquisition et traitement (Boîtier SPECTRE) et une carte expérience composants (Module EXPERIENCE).

Description fonctionnelle de CARMEN-2
Description fonctionnelle de CARMEN-2

Les détecteurs de radiation 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 d'un ou plusieurs instruments externes. Dans le cas de la mission CARMEN-2, cette capacité n'est pas utilisée.

Le rôle du module EXPERIENCE est de mesurer en vol les taux d'événement 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.

Caractéristiques

L'instrument ICARE-NG présente les principales caractéristiques suivantes :

Dimensions200 x 118 x 96 mm
Masse2,4 kg
Consommation Nominale
(suivant mode de fonctionnement)
4,5 W à 11,3 W
Volume de Données Maximum~4.6 Mbytes/jour

Principales caractéristiques de l'instrument ICARE-NG

MissionPerformances
Environnement
Hautes Energies

ICARE-NG

Mesurer des flux de particules
  • électrons
  • protons

 

Comptagen rapide ~300000 év./s
250 keV - 4 MeV
8 - 100 MeV
Effet sur les
Composants EEE

ICARE-NG

  • Dosimétrie
  • Caractérisation environnement bord
  • Effets de dose
  • Evénements singuliers non destructifs
  • Evénements singuliers destructifs
    (protégés)

 

~10 -¹ rad
 
Dérive paramètres clé
qq év./j, datés à 1 s près
qq év./sem., datés à 1 s près
 

Performances de la mission CARMEN-2

Integration CARMEN-2 dans la charge utile de JASON-2Par rapport à la génération précédente (ICARE), l'instrument ICARE-NG intègre les améliorations suivantes :

  • Encombrement réduit
  • Concept de mesure amélioré et Gamme d'énergie étendue
  • Possibilité d'interfacer des modules externes
  • Compression d'un facteur 4 de la télémesure