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Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 LA MISSION PICARD PI: G. Thuilier (SA) Pierre Assus Gabrielle Berthomieu Thierry Corbard Christian Delmas.

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1 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 LA MISSION PICARD PI: G. Thuilier (SA) Pierre Assus Gabrielle Berthomieu Thierry Corbard Christian Delmas Jean-Louis Falin Fréderic Morand Janine Provost Jean-Pierre Rozelot + S. Pireaux (Post-doc CNES), N. Fazel (Thése), C. Damiani-Badache (Stage ENSM)

2 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 Les Objectifs Scientifiques de la mission PICARD Mieux comprendre le Soleil, lorigine de son cycle dactivité et son influence sur le climat terrestre Astrométrie solaire Mesurer le diamètre, lasphéricité et leurs variations au cours du temps. Valider les mesures au sol et leur précision. Permettre cette étude à cours et long terme (mesures absolues). Radiométrie Mesurer lirradiance totale (constante solaire) et établir la relation: variation du diamètre / variation de lirradiance. Enregistrer les variations de lirradiance spectrale UV Influence sur lozone et le climat. Héliosismologie Profiter des observations au limbe pour observer les oscillations acoustiques de basses fréquences et chercher à détecter les modes de gravité.

3 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 I- Astrométrie: Les séries de CALERN (F. Laclare) 1999 Début Doraysol

4 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 I- Astrométrie: État actuel des mesures du rayon solaire AuteursLieuCycle Amplitude (mas) PeriodeMeth./Inst. Ulrich, 1995Mt WilsonEn phase Scanning Penna et al, 2002Rio Astrolabe Noel, 2003SantiagoEn Phase Astrolabe Sveshnikov, 2004En Phase Transit de Mercure Delmas, 2002CalernOpposition Astrolabe Sofia et al., 1985Opposition /1979Eclipses Egidi et al., 2004BallonOpposition SDS Brown, 1998HAO Méridien Wittmann, 2003Tenerife-< Méridien Kuhn et al.,2004MDI-< Imageur Antia et al. 2003MDI-< sismique

5 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 I- Astrométrie: Asphéricités Astrolabe du Calern Ces écarts à la sphéricité mesurés à lastrolabe de CALERN sont cohérents avec les mesures obtenues au Brésil et à lhéliomètre du Pic du Midi Hélio-latitude

6 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 Pour améliorer la situation au sol: Définition commune du diamètre Améliorer la qualité des mesures, les rendre plus impersonnelles Choisir un domaine spectral commun en évitant les raies de Fraunhofer Étudier les effets de l atmosphère I- Astrométrie: Conclusions PICARD, instrument de métrologie dédié, donnera la précision nécessaire avec des mesures hors atmosphère, stables et calibrées. De plus il permettra dharmoniser et dinterpréter les résultats obtenus au sol et de valider les mesures dasphéricité.

7 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 II - Radiométrie Il faut assurer la continuité des mesures. Ce composite a pu être construit grâce à plusieurs radiomètres de type différent ayant des périodes de recouvrement. Enjeux: Évolution séculaire / Influence sur le climat ? Modèles datmosphères avec couplage Stratosphère- Troposphère (Variation dIrradiance spectrale UV ~ 8%)

8 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 III - Héliosismologie Aucun mode de gravité na encore été détecté avec certitude, les instruments de SOHO ont cependant permis de placer des limites pour leur détectabilité (<2mm/s ou 0.1 ppm). La connaissance du cœur solaire demeure essentielle pour comprendre lévolution dynamique du Soleil et des étoiles et pour apporter de nouvelles contraintes sur la physique des neutrinos. Enjeux: Méthode: Une amplification des modes au limbe a été prédite théoriquement par Toutain et al. (1999) et vérifiée expérimentalement pour les modes p en utilisant les images de SOHO. PICARD aura une résolution et une stabilité au limbe supérieure permettant dexploiter ce facteur damplification pour la recherche des modes basses fréquences. Toner, Jefferies & Toutain 1999

9 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 Les équipes autour de la mission PICARD PICARD est un satellite de la filière micro-sat du CNES Après une période dincertitude financière le CNES a définitivement retenu cette mission (Septembre 2004). PICARD a reçu le soutien scientifique de lESA et de la NASA (programme ILWS), et le soutien financier de lESA pour le centre de mission. La mission repose sur trois instruments construits par le Service dAéronomie, le Physikalisch-Meteorologisches Observatorium Davos, World Radiation Center (Suisse), lInstitut Royal Météorologique de Belgique. Autres Laboratoires associés OCA, LUAN, IAS, CEA, LMD et aux Etats-Unis : Université de Yale, GSFC, NRL, HAO

10 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 Les Instruments SOVAP (B) (SOlar VAriability PICARD) Radiomètre différentiel absolu PREMOS (CH) (PREcision Monitor for Oscillation measurements) Radiomètre 4 canaux (215, 268, 535, 782 nm) SODISM (F) (SOlar DIameter and Surface Mapper) Téléscope Ritchey-Chrétien ø11cm CCD Radiométrie Astrométrie + Heliosismologie

11 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 CONCEPTION DE SODISM Instrument de métrologie thermiquement stable incorporant une référence angulaire. Les matériaux employés assurent une stabilité mécanique. Quatre prismes fournissent la référence angulaire interne à chaque mesure. Précision évaluée par simulations numériques : 1 mas. La précision à long terme est assurée par une calibration absolue obtenue en pointant des étoiles. (Catalogues Hipparcos - GAIA)

12 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 Implication de lO.C.A.:Synergie sol-espace autour de la mission PICARD Microsatellite PICARD Astrolabe solaire DORaySol Réseau R2S3 France, Algerie, Brésil, Turquie PICARD-sol SODISM II MISolFA

13 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 PICARD SOL: Objectifs généraux Comparer les diamètres dans lespace et au sol (SODISM I / SODISM II) Comprendre et quantifier les effets de latmosphère sur le diamètre (MISOLFA) Raccorder les mesures PICARD aux séries historiques (DORaySol) Poursuivre les mesures au sol après la fin de la mission PICARD Qualification de SODISM sur le Soleil avant intégration sur le satellite Banc de test de modifications pendant le vol

14 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 MISOLFA P. Assus (Chef de projet), A. Irbah (PI), F. Morand +Collaboration CRAAG (M. Fodil, Y. Saïdi, A. Berja) + Collaboration L.U.A.N (F. Martin, J. Borgnino) MISOLFA est un moniteur de qualité dimages solaire qui mesure continûment les paramètres diurnes de la turbulence atmosphérique (Paramètre de Fried, échelle externe de cohérence spatiale, angle disoplanétisme, temps de cohérence, profil de turbulence) Ces paramètres nous permettront de modéliser la réponse impulsionnelle optique (psf) de latmosphère et ainsi de rattacher les mesures faites au sol à celles de lespace.

15 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 La date de lancement doit permettre de bénéficier de la phase dactivité croissante du cycle 24. Complémentarité avec NASA/SDO dont le lancement est prévu à la même période. Date de lancement: Mai 2008

16 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 Echéancier PICARD-SOL réalisation intégration tests tests modèles intégration tests opération MISOLFA tests Monture SODISM Tests SODISM MV1

17 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 Conclusions PICARD Apporte une nouvelle observable pour la modélisation solaire, contribue à la validation des modèles climatiques, assure la continuité des mesures radiométriques (Total et UV) avec SOHO, offre une nouvelle opportunité pour la recherche des modes de gravité, participe à lensemble des programmes solaires des années , en particulier avec SDO.

18 Journées Scientifiques de lO.C.A. 26 Jan 2005 Conclusions PICARD et lO.C.A. LO.C.A. dispose avec la série de F. Laclare continuée par DORaySol de la plus grande base de données continue de mesures du Rayon Solaire. PICARD représente une opportunité unique pour notre établissement de concrétiser son investissement en obtenant une interprétation claire des mesures au sol. Cette mission nous permet denvisager la continuation de ce travail sur le long terme avec un effort duniformisation des mesures au sol et la mise en place du réseau R2S3. Léquipe travaillant autour de PICARD à lOCA est inter-département (Gémini-Cassiopée). Leffort à mener pour le développement de PICARD sol au cours des 2 prochaines années est considérable et repose sur deux ingénieurs à temps partiel. Rosaria Simoniello, Université de Birmingham Candidate Bourses Poincaré 2005 « Solar limb-seismology and asterosismology » Sandrine Lefebvre Actuellement à lUCLA, « Étude de la forme globale du Soleil et des étoiles en général »


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