Developpement de l'instrument heterodyne miro pour la sonde cometaire rosetta de l'esa

• Auteur / Autrice : PIERRE BERTRAM
• Direction : Pierre Encrenaz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Terre, océan, espace
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Le but de la mission rosetta de l'esa est de construire une sonde spatiale pour l'etude complete de la comete 46 p/wirtanen. Le satellite fera une cartographie detaillee de la surface de la comete et y fera atterrir un module d'instruments nomme roland (pour rosetta lander). Miro (microwave instrument for rosetta orbiter) est l'instrument charge des observations dans le domaine de frequence millimetrique et sub-millimetrique. La duree tres longue de la mission empeche l'utilisation de recepteurs refroidis, et necessite le developpement d'un melangeur a diode schottky tres fiable. La these porte sur le developpement de l'instrument et plus particulierement la partie quasi-optique et le recepteur sub-millimetrique. Nous reviendrons d'abord sur la conception du systeme quasi-optique (optique gaussienne). Nous presenterons ensuite l'analyse de sensibilite au positionnement effectue a l'aide d'un logiciel d'optique physique developpe au jpl. Nous expliquerons le probleme du choix, de la realisation et de la mesure de l'antenne (cornet) sub-millimetrique. Nous rappellerons la theorie des melangeurs schottky et presenterons des dispositifs de mesure de melangeur appropries. Ensuite, les caracteristiques et l'analyse de la conception du melangeur seront presentees a l'aide de simulations electromagnetiques. Les problemes de developpement du recepteur (comprenant la source d'oscillateur local) seront illustres par des mesures. Enfin, un modele de composant sera mis en uvre afin de simuler les performances de melangeur en fonction des caracteristiques des diodes. Apres avoir demontre les limites inherentes au type de structure de melangeur utilise, nous presenterons une autre structure jugee plus performante. Enfin, nous discuterons des ameliorations technologiques pour de futures missions spatiales a faible cout utilisant des instruments heterodynes.