Simulation des propriétés radiatives du plasma entourant un véhicule traversant une atmosphère planétaire à vitesse hypersonique : application à la Planète Mars

Simulation of the radiative properties of the plasma surrounding a spacecraft crossing a planetary atmosphere at hypersonic speeds : application to the Mars atmosphere

• Auteur / Autrice : Mário António Prazeres Lino Da Silva
• Direction : Michel Dudeck
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des plasmas
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aérodynamique hypersonique

Plasmas (gaz ionisés)

Sondes spatiales

Mars (planète)

Résumé

L'entrée d'un véhicule spatial dans une atmosphère planétaire induit la formation d'une onde de choc hypersonique puis d'un plasma à haute température et à basse pression. Le plasma entourant ce véhicule rayonne fortement sur une large gamme spectrale, et le dimensionnement des protections thermiques du véhicule demande de quantifier ce rayonnement de façon précise. L'étude présentée analyse le rayonnement émis par un plasma d'entrée atmosphérique sur Mars. Un code de calcul raie-par-raie a été développé pour simuler le rayonnement d'un plasma de type Martien, et les propriétés radiatives à l'équilibre de ce plasma ont été simulées. Des mesures du rayonnement d'un plasma Martien ont ensuite été réalisées dans des moyens d'essai complémentaires. Les principaux systèmes moléculaires émissifs ont été identifiés, et un modèle théorique d'excitation de ces systèmes est proposé. L'étude est complétée par une analyse numérique et expérimentale de l'écoulement d'un plasma supersonique de type Martien dans le moyen d'essai arc-jet SR5.