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ICAPS
(Interactions
in Cosmic and Atmospheric Particle Systems) est un programme
scientifique international de mesures en pesanteur réduite. Ce
projet de physique fondamentale de l'ESA (actuellement en phase B)
devrait être opérationnel à bord de la station
spatiale à partir de 2008. L'instrument précurseur
I2SP (Impact Icaps Science Precursor) fonctionnera dès 2006.
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Mesures de diffusion lumineuse, objectifs
scientifiques
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Exemple d'objectif : déduire
des fonctions de phase en polarisation dans les comètes et de
leur variation en longueur d’onde les propriétés des
agrégats diffusant la lumière
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Les
mesures de diffusion lumineuse avec ICAPS permettent le suivi
temporel de la brillance et de la polarisation de la lumière
diffusée par des particules solides, agrégats et
régolites. Ces mesures nécessitent des conditions de
pesanteur réduite pour éviter la sédimentation des
particules ; elles doivent être de longue durée pour
permettre la formation progressive de divers analogues structurels
d'agrégats naturels et de régolites. On peut ainsi : |
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• Déduire
sans ambiguïté les propriétés physiques
(morphologie, distribution en taille, porosité…) de milieux
naturels (aérosols atmosphériques, poussières
cométaires, régolites, nuage interplanétaire,
disques circumstellaires…), uniquement approchées par des
observations de la lumière solaire ou stellaire qu'ils
diffusent.
• Valider des codes de diffusion lumineuse pour des
agrégats irréguliers de particules solides et des
régolites, en explorant en particulier la région de
rétrodiffusion.
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Unité de
diffusion lumineuse, concept instrumental
L'expérience
s'appuie sur les mesures de diffusion lumineuse
effectuées au sol et lors de multiples campagnes de vols
paraboliques par PROGRA2
, ainsi que sur l'héritage technique de
l'expérience de diffusion lumineuse (réalisée au
Service d'Aéronomie) pour l'instrument en fusée-sonde
CODAG-SRE.
L'instrument (en cours d'étude au Service d'Aéronomie et
à l’ULB) est inséré sur un anneau
équatorial entourant les chambres à basse pression dans
lesquelles les processus d'agglomération interviennent. Au
travers d'environ 25 fenêtres optiques (correspondant à
des angles de phase allant du voisinage de la rétro-diffusion
à 170°), il permet la détermination simultanée
des courbes de phase en brillance et en polarisation à trois
longueurs d’onde (du bleu au proche infrarouge), ainsi que celle de
paramètres de Stokes permettant de cerner les interactions entre
les grains constitutifs d'un agrégat et les problèmes de
diffusion multiple.
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Schéma
de principe de l'unité de diffusion lumineuse avec ses
analyseurs montés sur un anneau autour de la chambre
d'agglomération
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Références
- A.C. Levasseur-Regourd,
M. Cabane, V. Haudebourg,
J.C. Worms, Light
scattering experiments under microgravity conditions, Earth, Moon,
Planets, 80, 343-368, 1998
- A.C. Levasseur-Regourd,
M. Cabane, E.
Chassefière, V.
Haudebourg, J.C. Worms, The CODAG Light Scattering Experiment for light
scattering measurements by dust particles and their aggregates, Adv.
Space Res., 23, 7, p. 1271-1277, 1999
- J.C. Worms, J.B. Renard,
E. Hadamcik, A.C.
Levasseur-Regourd, J.F.
Gayet, Results of the PROGRA2 experiment: an experimental study in
microgravity of scattered polarised light by dust particles with large
size parameter, Icarus, 142, 1, p. 281-297, 1999
- J.C. Worms, J.B. Renard,
E. Hadamcik, N. Brun-Huret,
A.C.
Levasseur-Regourd, The PROGRA2 light scattering instrument, Planet.
Space Sci., 48, 493-505, 2000
- E. Hadamcik, J.B.
Renard, J.C. Worms, A.C.
Levasseur-Regourd, M.
Masson, Polarization of light scattered by fluffy particles (PROGRA2
experiment), Icarus, 155, 497-508, 2002
- E. Hadamcik, J.B.
Renard, A.C. Levasseur-Regourd,
J.C. Worms,
Polarimetric study of levitating dust aggregates with the PROGRA2
experiment, Plan. Space Sci., 50, 895-901, 2002
- A.C. Levasseur-Regourd,
E. Hadamcik, Light scattering
by irregular dust
particles in the solar system: observations and interpretation by
laboratory measurements, J. Quant. Spectros. Radiat. Transfer, 79-80,
903-910, 2003
- E. Hadamcik, J.B.
Renard, A.C. Levasseur-Regourd,
J.C. Worms, Relevance
of laboratory light scattering measurements on natural particles with
the PROGRA2 experiment, J. Quant. Spectros. Radiat. Transfer, 79-80,
679-693, 2003
- A.C. Levasseur-Regourd,
Cosmic dust physical
properties and the ICAPS
facility on board the ISS, Adv. Space Res., 31/12, 2599-2606, 2003
Liens utiles
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