Design Instrumental

Principaux sous-systèmes de PHEBUS

L'instrument est composé de plusieurs sous-systèmes, tous montés sur la structure principale. La face avant est constituée d'un déflecteur de lumière parasite et d'un miroir parabolique désaxé permettant de scanner l'exosphère de Mercure grâce à un mécanisme rotatif. Ce miroir mobile capte la lumière de l'exosphère et le focalise sur la fente d'entrée.

Système de pointage

Baffle d'entrée

Le baffle a pour fonction de piéger les photons qui ne proviennent pas de la zone observée (située dans un cône de 8°) et qui perturberaient la mesure. Ainsi, la quantité de lumière qui ne provient pas de ce cône est divisée par 1 000 000 grâce aux différents étages du baffle et à son traitement interne noir qui absorbe 99% de la lumière. En savoir plus

Miroir primaire

Ce miroir de forme parabolique renvoie la lumière entrant par le baffle vers l’intérieur de l’instrument. Il est composé de carbure de silicium qui lui procure une bonne réflectivité dans l’UV ainsi que de bonnes propriétés thermomécaniques.

Scanner

Le scanner est fourni par l’Agence Spatiale Russe (IKI). Ce mécanisme permet de faire tourner le baffle et le miroir primaire à 360° avec une précision inférieure au degré afin d’ajuster la ligne de visée de l’instrument. Le scanner doit être verrouillé pour résister aux vibrations subies lors du lancement. Le mécanisme de déverrouillage ne peut être activé qu’une seule fois, juste après le lancement.

Détecteurs

Détecteur FUV (145 nm - 315 nm)

Le détecteur FUV est fourni par l’Université de Tokyo.
Il permet de convertir l’intensité des raies de longueurs d’onde comprises entre 145 nm et 315 nm en valeur numérique. Ce détecteur est extrêmement sensible : il est capable de compter un-à-un les photons qui arrivent à sa surface. Ces photons sont « triés » par longueur d’onde, de gauche (145 nm) à droite (315 nm) par le réseau de diffraction associé. Cette décomposition des longueurs d’onde constitue un spectre.

Détecteur EUV (55 nm - 155 nm)

Le détecteur EUV, semblable au FUV, couvre la gamme 55 nm - 155 nm. Sa surface photosensible se dégrade lorsqu’elle est exposée à l’air ambiant. Ainsi le boîtier du détecteur est une enceinte permettant de conserver le capteur sous vide. Aucun matériau n’étant transparent à des longueurs d’onde inférieures à 110nm, cette enceinte est équipée d’une fenêtre qui sera ouverte en vol grâce à un mécanisme dédié.

Détecteur NUV (405 nm et 423 nm)

Ces détecteurs mesurent deux raies d’émission particulières (à 405 nm et 423 nm) qui nous renseignent sur la présence et la quantité de Calcium et de Potassium dans l’exosphère de Mercure. Ils fonctionnent également en comptage de photons.

Système de triage

Mécanisme de fente

En fonction de l’observation, le mécanisme de fente insère ou retire la fente du spectromètre dans le faisceau optique de l’instrument, par basculement à 0 ou 90°. La fente est un élément déterminant dans la définition du champ de vue et de la résolution spectrale de l’instrument.

Réseaux de diffraction

La lumière se décompose en différentes « couleurs » caractérisées par une grandeur physique appelée longueur d’onde. Par exemple, le vert correspond à la longueur d’onde d’environ 530 nm. À l’instar d’un arc-en-ciel, les réseaux dispersent angulairement la lumière en ses différentes longueurs d’onde. Un réseau est dédié à la voie EUV et un autre aux voies combinées FUV et NUV.

Unité de traitement

DPU (Data Processing Unit)

Le DPU (Data Processing Unit) est l’unité de traitement numérique de l’instrument. Il assure les interfaces avec le satellite et est en charge du contrôle de l’instrument, de l’activation séquentielle des différents sous-systèmes, ainsi que de leur surveillance.