En France, le CEA s’intéresse dès 1993 aux manifestations de phénomènes lumineux transitoires et à leur impact sur l’atmosphère et la Terre. Éphémères, ces émissions électromagnétiques, qui se produisent pendant les orages, naissent entre le sommet des nuages d’orage et 90 km d’altitude. Présumée dès 1920, leur existence n’a cependant été confirmée que dans les années 1990.
En orbite dès le 17 novembre, Taranis doit permettre de faire la lumière sur les différents processus et mécanismes physiques derrière ces phénomènes lumineux. Son atout majeur réside dans la conception originale de sa charge utile : tous les instruments seront exploités comme un seul grâce au calculateur Mexic. Ce cerveau cumule de nombreuses responsabilités : il alimente les instruments et gère la charge utile, met en œuvre la stratégie de déclenchement lors d’un événement, synchronise les instruments et assure même le transfert des données sélectionnées vers la mémoire de masse.
Sur les huit instruments embarqués à son bord, le CEA est responsable scientifique de l’instrument optique MCP pour MicroCamera and Photometers, et des chercheurs du CEA ont pris la responsabilité du détecteur de flashs de rayons gamma XGRE.
Pour MCP, le CEA a réalisé les tests de l’algorithme de détection en temps réel des sprites (lutin en français, le sprite fait partie des différents phénomènes lumineux qui seront étudiés). Il a aussi participé aux activités de validation des mesures de MCP et à l’analyse des données qui en sont issues.
Reconnu pour son expertise dans le développement d’instruments de détection des sursauts gamma pour l’espace, le CEA a dirigé, en collaboration avec le CNRS, la réalisation de l’instrument XGRE.
Pendant deux à quatre ans, Taranis va scruter, en particulier, les régions où l’activité orageuse est intense et où la probabilité d’observations de TLE et TGF est élevée. Si le programme est national, c’est bien la communauté scientifique internationale qui attend avec impatience ses résultats. Chimie et physique de l’atmosphère, environnement, climatologie… dans de nombreux domaines, Taranis sera source de révélations. La mission ouvrira sans doute la voie à de nouvelles investigations.
Zoom sur la charge utile de Taranis :
- XGRE : ensemble de trois détecteurs X et gamma pour la mesure des photons hautes énergies (50 keV – 10 MeV) et des électrons relativistes (1 MeV – 10 MeV) – APC/IRAP/CNES ;
- MCP (MC-U et PH-U) : ensemble de deux caméras (10 images/seconde) et de quatre photomètres pour mesurer la luminance dans différentes bandes spectrales – CEA/CNES ;
- IDEE : ensemble de deux détecteurs d'électrons énergétiques (70 keV – 4 MeV) – IRAP/Université Charles ;
- IMM : magnétomètre trois axes pour la mesure du champ magnétique alternatif (5Hz – 1 MHz) – LPC2E ;
- IME-HF : antenne HF de mesure du champ électrique aux hautes fréquences (100 kHz – 35 MHz) – LPC2E/IAP/Stanford ;
- IME-BF : instrument de mesure du champ électrique basses fréquences (DC – 1 MHz) – LATMOS
- SI : sonde de mesure du plasma thermique – GSFC/LATMOS ;
- MEXIC : ensemble de deux boîtiers électroniques, comprenant les huit analyseurs associés aux instruments. Il assure l'alimentation électrique des instruments, la gestion des modes de la charge utile et l'interface avec la Mémoire de Masse et l'ordinateur de bord. MEXIC aura également pour tâche de synchroniser les instruments lors de détections à bord d'événements (TLE par les photomètres de MCP, TGF par XGRE, faisceaux d'électrons par IDEE, bouffées d'ondes par IME-HF). – LPC2E/CBK.