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Ballon Orage

Le projet ballon-orage vise au développement, puis à la mise en œuvre, d’un ballon-sonde doté de plusieurs capteurs. La nacelle elle -même, les circuits en son sein, le logiciel embarqué mais aussi la routine de post-traitement des données seront largement conçus par le groupe, ce qui constitue une excellente initiation aux problématiques de projets spatiaux.

En effet, le milieu atmosphérique à moyenne altitude (4000 m) est très proche du milieu spatial sur plusieurs points ; température extrême, pression faible, contrainte de fiabilité de l’électronique embarqué. Cela impose une méthode de travail proche des projets spatiaux notamment sur le plan de la qualification du montage tout en permettant la mise au point du système complet sur une seule année.

Le ballon emportera deux dispositifs de mesure du champ électrique ; l’un d’entre eux sera un montage expérimental capable de mesurer conductivité et champ électrique dans les trois directions dans une large gamme de fréquence et avec une bonne précision, l’autre sera micro-ARES, sélectionné dans la charge utile du lander ExoMars 2016.

Le but de ce premier vol par temps clair sera de quantifier la performance de micro-ARES en comparant les deux mesures. Cette comparaison est pertinente car les champ attendues sont du même ordre de grandeur que les champs prédits par modèles numériques sur Mars.

Le second vol emportera - outre l’instrument de mesure du champ électrique - un détecteur de rayons X et ainsi qu’un capteur pour détecter les émissions lumineuses de type "sprites" ou "blue jets". Ce vol sera effectué en conditions orageuses afin d’explorer un milieu encore assez peu connu sur le plan électrique.

Le projet comporte cinq composantes majeures ; une composante mécanique liée au dimensionnement et à la fabrication de la nacelle, une composante logicielle pour le développement du code embarqué, une composante transmission pour connaître la position du ballon à tout moment, une composante modélisation pour anticiper le comportement élecctrique de la nacelle et faciliter le post-traitement et une composante qualification pour vérifier le bon comportement de l'électronique, y compris à basse température.

Ce projet est conduit en étroite collaboration avec le LATMOS, qui fournit entre autres les cartes électroniques accueillant les différents capteurs, alimentation, chaînes de traitement et les processeurs.

Modèle 3D de la nacelle avec le mât de mu-ARES en dessous

Modèle COMSOL de la nacelle