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Accueil > Pages Personnelles > C-D > Gérard Chanteur > Propositions de thèses > Modélisation de l’interaction du vent solaire avec Mercure

Proposition de thèse

Modélisation de l’interaction du vent solaire avec Mercure

Développement d’un modèle de simulation globale

La planète Mercure est la planète tellurique la moins bien connue du système solaire. Elle est depuis quelques années l’objet d’un regain d’intérêt depuis qu’elle a été choisie comme cible de deux missions spatiales ayant pour but l’exploration détaillée de la planète elle-même et de son environnement. La sonde Messenger de la NASA a déjà effectué deux survols de Mercure les 14 janvier et 6 octobre 2008, elle en effectuera un troisième le 29 septembre 2009, puis sera mise en orbite polaire autour de la planète en mars 2011 pour une durée d’une année terrestre. La mission BepiColombo des agences spatiales européenne ESA et japonaise JAXA comporte deux véhicules : le MPO, Mercury Planetary Orbiter, sera placé sur une orbite polaire basse faiblement elliptique afin d’étudier la planète elle-même, alors que le MMO, Mercury Magnetospheric Orbiter, sera placé sur une orbite haute assez elliptique, en résonance 4:1 avec la première pour permettre de fréquents rendez-vous des deux engins, pour étudier la magnétosphère et l’exosphère de la planète. Le lancement de la mission BepiColombo est prévu en août 2013, et la mise en orbite autour de Mercure en 2020 pour une durée de deux années terrestres. L’instrumentation des orbiteurs de BepiColombo est beaucoup plus complète que celle de Messenger. En fait, le peu que nous savons aujourd’hui de Mercure et de son environnement provient des deux survols récents faits par Messenger, mais aussi des trois survols effectués par la sonde Mariner-10 de la NASA en 1974 et 1975 qui avaient révélé l’existence d’un champ magnétique planétaire et d’une petite magnétosphère. Depuis la première observation faite en 1986, les observations télescopiques faites au sol montrent une exosphère de sodium qui varie très fortement à l’échelle de 24h, traduisant une grande dynamique de cet environnement planétaire. Le sujet de thèse proposé consiste à développer un modèle global, tri-dimensionnel et évolutif, de l’environnement neutre et ionisé de Mercure pour contribuer à l’interprétation des observations spatiales et au sol. Ce modèle reposera sur une description hybride du plasma (modèle fluide pour les électrons, et ensemble de macroparticules pour les ions, couplés par les équations d’Ampère et Faraday), permettant la prise en compte de plusieurs espèces ioniques. Dans un premier temps le modèle ne prendra en compte que les espèces ionisées, puis il sera étendu aux espèces neutres expulsées de la surface planétaire par différents processus (criblage ionique, désorption photonique et thermique) et couplées au plasma par divers processus d’ionisation (photons, collisions ioniques et électroniques)

Post-scriptum :

contact : gerard.chanteur lpp.polytechnique.fr


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