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Instrument "CONSERT" à bord de la mission spatiale Rosetta : Tomographie radar de la comète Churyumov-Gerasimenko

Mael Cardiet, IPAG, Oct. 2012 - Oct. 2015

par assistant com’ - 25 avril 2013

Doctorant : Mael Cardiet, IPAG, Oct. 2012- Oct. 2015
Direction : Alain Herique (MdC – IPAG) et Sylvain Douté (CR, HDR, IPAG)
Financement : 50% LabEx, 50% CNES
Ecole Doctorale : Terre-Univers-Environnement

- Sujet de Thèse
L’expérience Consert est un radar embarqué sur la sonde Rosetta (ESA). Cette sonde sera mise en orbite autour de la comète Churyomov-Gerasimenko en mai 2014, et larguera le module Philae à sa surface en novembre 2014. Consert effectuera la tomographie en transmission du noyau de la comète en mesurant la propagation d’ondes radio entre l’orbiteur et Philae.
Cette expérience développée sous la direction de l’IPAG (PI de Consert), permettra de caractériser et d’imager la structure interne du noyau et d’accéder ainsi à une meilleure compréhension des mécanismes d’accrétion et d’évolution cométaires. Il s’agit d’une expérience originale, de par le principe même de la mesure qui n’a pas de comparaison en géoscience. Pour la première fois, les observations ne seront plus limitées aux premiers millimètres de la surface, il sera possible d’accéder à une information tridimensionnelle.
La campagne de mesure Consert / Rosetta de 2014 est d’un enjeu vital pour l’équipe instrumentale impliquée, pour l’IPAG et pour l’OSUG. Elle nécessite la préparation dès aujourd’hui, des méthodes d’inversion afin de pourvoir en 2014 analyser les données en "temps réel" et optimiser les séquences d’acquisitions suivantes en fonction des résultats déjà obtenus. Il n’y aura pas de 2e passage, pas de 2e chance pour effectuer les mesures.
L’objet de cette thèse est de préparer l’interprétation des données cométaires (2012-2013), et de participer activement aux opérations en 2014, pour pouvoir présenter les résultats et rédiger à l’été 2015. La thèse comprendra un volet de modélisation du noyau cométaire et des mesures Consert afin d’obtenir des données simulées permettant de valider les traitements proposés, mais aussi d’optimiser les stratégies de mesures. L’étude et la mise en place des méthodes d’inversion sur les données simulées et mesurées seront une partie importante du travail de thèse.

La thèse abordera les aspects suivants :

  • Mise en oeuvre du modèle paramétrique qui décrit la complexité électrique et structurale d’une comète en collaborant avec les modélisateurs du noyau et les expérimentateurs étudiant les propriétés diélectriques des matériaux analogues.
  • Modélisation FDTD de la propagation des ondes dans le corps et simulation de
    l’expérience afin de caractériser les signaux attendus et de quantifier les différents
    phénomènes d’atténuation et dispersion du signal radar dans ses milieux complexes.
  • Mise en place de méthodes d’inversions dans une approche statistique de type extraction de paramètre caractéristiques ou dans une approche déterministe d’optimisation de problème direct sous contrainte.
  • Utilisation de ces méthodes pour une première interprétation des données réelles.

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