SMILE (satellite)

La plateforme PF a une masse totale de 1 521 kilogrammes et une masse à sec de 547 kilogrammes. Elle comprend le module de service et le module de propulsion.

Le module de service dérive de ceux utilisés par des missions précédentes comme Beidou, DAMPE, HXMT et QUESS. Le module prend en charge le contrôle d'attitude du satellite qui est stabilisé sur 3 axes. Il utilise à cet effet de quatre roues de réaction, trois viseurs d'étoiles, 2 gyroscopes à fibre optique, des capteurs solaires, des récepteurs GPS et de deux grappes de 6 petits propulseurs ayant une poussée de 10 newtons. L'énergie est fournie par des panneaux solaires déployés en orbite d'une superficie de 5,8 m² produisant 850 watts. L'énergie est stockée dans une batterie lithium-ion d'une capacité de 60 Ah. Les commandes sont transmises par la station de contrôle au sol en bande S avec un débit compris entre 2 et 16 kilobits par seconde[13].

Le module de propulsion est situé à l'opposé de la charge utile et est fonctionnellement et physiquement distinct du module de service. Il est dérivé de composants existants, son moteur notamment a été mis au point pour la sonde spatiale Chang'e 2. Il comprend quatre réservoirs sphériques ayant une capacité maximale de 1600 kilogrammes, alimentant un moteur-fusée unique qui brûle de l'hydrazine et fournit une poussée de 490 newtons avec une impulsion spécifique de 315 secondes. Le module de propulsion est chargé principalement de placer le satellite sur son orbite haute[13].

La charge utile est composée de quatre instruments dont deux imageurs et deux instruments de mesure in situ. Trois des instruments (SXI, UVI et MAG) sont fixés sur le panneau de la charge utile et composent le module de charge utile PLF. L'instrument LIA est installé quant à lui sur la plateforme. La masse de PLF est 152 kg et de 57 kg sans les instruments. Le module de charge utile emportera aussi à son bord un système de communication dans la bande X qui transmet les données scientifiques collectées et les télémesures. Le module de charge utile PLF sera construit par Airbus[14].

SXI (Soft X-ray Imager) est un télescope à rayons X de type "lobster-eye", utilisant des détecteurs CCD afin de réaliser de l'imagerie dans une gamme d'énergie allant de 0,2 à 2,5 keV[10] avec un champ de vue étendu de 26,5 x 15,5 degrés[10]. Le télescope est développé, construit et calibré par l'Université de Leicester (Royaume-Uni) ainsi que d'autres centres de recherche européens. Une partie du logiciel utilisé par SXI est développée en partenariat avec le centre de sciences spatiales chinois. Les CCD sont fabriqués par la société britannique e2v. La masse totale de SXI est de 35,99 kg[10].

Le télescope ultraviolet UVI (UltraViolet Imager) est une caméra comprenant quatre miroirs guidant la lumière vers un détecteur CMOS. UVI permet d'effectuer de l'imagerie ultraviolet dans une gamme de longueur d'onde allant de 160 à 180 nm, chaque minute. Il aura un champ de vision de 10° × 10°[10]. La masse totale de UVI est de 15,73 kg[10]. UVI est développé en partenariat entre l'Université de Calgary (Canada), le centre de sciences spatiales chinois, l'académie chinoise des sciences, l'institut de recherches polaire chinois et le Centre spatial de Liège en Belgique.

Le détecteur d'ions LIA (Light Ion Analyzer) sera composé de deux analyseurs électrostatiques de type "top-hat" permettant la détection de protons et particules alpha dans une gamme d'énergie allant de 50 eV à 20 keV[10] et une résolution temporelle pouvant atteindre 0,5 s[10]. LIA déterminera les propriétés et la manière dont se propagent les ions du vent solaire et de la magnétogaine sous différentes conditions en mesurant les fonctions de distribution de vitesse en 3D des protons et particules alpha. Ces deux analyseurs seront montés de chaque côté du module de propulsion, contrairement aux trois autres charges utiles. Cet instrument est développé en partenariat entre le centre de sciences spatiales chinois, l'académie chinoise des sciences, le Mullard Space Science Laboratory de l'University College de Londres, et le Laboratoire de physique des plasmas (CNRS / École Polytechnique) en France. La masse totale de LIA est de 6 kg[10].

Le magnétomètre MAG (Magnetometer) sera utilisé afin de déterminer l'orientation et l'amplitude du champ magnétique continu dans le vent solaire et la magnétogaine, et de détecter le front de choc terrestre et toute discontinuité magnétique croisée par le satellite. MAG sera constitué de deux détecteurs triaxiaux montés au bout d'un bras déployé en orbite d'une longueur de 3 m et séparés de 80 cm[10]. Le boitier électronique de l'instrument est monté sur la module instrument auquel le bras articulé est attaché. Cette configuration permet à MAG d'être utilisé comme un gradiomètre et de permettre de déterminer le champ magnétique généré par le satellite lui-même, afin de le soustraire des mesures. MAG mesure les trois composantes du champ magnétique dans la gamme ± 12 800 nT[10]. MAG est développé en partenariat entre le centre de sciences spatiales chinoise, l'Académie chinoise des sciences et l'institut de recherche spatiale autrichien, l'Académie autrichienne des sciences. La masse totale de MAG est de 8,7 kg[10].

Ce groupe de travail a été mis en place afin d'aider à optimiser les opérations scientifiques dans le but d'atteindre les objectives scientifiques de SMILE. Plus précisément, l'activité groupe est concentré sur l'optimisation du design, des opérations, du planning de calibration ainsi que des conjonctions en vol avec d'autres missions magnétosphériques.

Le groupe de travail de modélisation lié à la mission SMILE poursuit plusieurs objectifs :

1. Comparaison de modèle MHD aux caractéristiques techniques et objectifs scientifiques de l'instrument SXI afin
   • d'unifier la méthode de calcul rayons X (même modèle de densité neutre, bruit de fond etc.)
   • de comparer les modèles estimant le signal Solar Wind Charge eXchange (SWCX) et la localisation des régions frontières (front de choc terrestre, magnétopause et cornets polaires)
   • évaluer la gamme d'amplitudes des rayons X mous par des modèles MHD
   • évaluer la gamme de distances à la Terre des régions frontières suivant le flux du vent solaire
   • quel flux de vent solaire est nécessaire pour distinguer ces régions avec une résolution de 0,5 rayon terrestre toutes les 5 minutes ? avec une résolution de 0,2 rayon terrestre chaque minute ?
2. Identification des régions frontières par les données SXI
   • Sélectionner une référence de résultats de simulation afin de tester différentes techniques d'identification de régions frontières
   • Tester la méthode d'identification de la magnétopause développée par A. Jorgensen & T. Sun à partir des caractéristiques des futures mesures de SXI
   • Tester la méthode d'identification de la magnétopause développée par M. Collier & H. Connors à partir des caractéristiques des futures mesures de SXI
   • Développer de nouvelles méthodes d'identifications de la magnétopause à partir des données SXI
   • Développer un logiciel d'identification des régions frontières à partir des données SXI
   • Développer et valider des méthodes d'identifications du front de choc terrestre et des cornets polaires à partir des données SXI
3. Autre projets scientifiques
   • Étudier si de faibles signatures dans la magnétogaine telles que des jets de plasma très rapides sont détectables par des mesures de rayons X mous
   • Étudier le couplage magnétosphère-ionosphère par la combinaison d'imageurs UV et rayons X mous.

Ce groupe de travail a pour but d'identifier et coordonner de future campagnes d'observations par une série d'instruments sols et d'autres missions spatiales magnétosphériques à même de compléter les observations spatiales du satellite SMILE. Le but est de maximiser le retour scientifique des mesures de SMILE. Parmi les moyens d'instrumentation sol de la communauté héliophysique, on peut citer le système radar Super Dual Auroral Radar Network ou le système radar EISCAT 3D.Ce groupe de réflexion travaille aussi à la mise en place d'une série d'outils de visualisation des données SMILE combinés à ces données complémentaires.

Un groupe de travail a été constitué dans le cadre du projet afin promouvoir l'intérêt de la science en général, susciter de possible carrières dans la domaine scientifique, à travers le prisme du projet SMILE. Les membres de ce groupe réalisent une série de conférences/rencontres dans des écoles avec des classes d’âge variées, afin de présenter la science liée à la mission SMILE et animer des ateliers pratiques. Une attention particulière est portée à des écoles primaires et des collèges situées dans des zones d'éducation prioritaire. Les membres de ce groupe utilisent SMILE comme un exemple concret, permettant de montrer comment un projet spatial est mis en œuvre et encourager la jeune génération à suivre son développement jusqu'au lancement et en vol. De plus, SMILE est montré en tant qu'exemple de coopération scientifique internationale.

• Mai, 21 - Dr Jennifer Carter de l'Université de Leicester, Royaume Uni, s'est vu attribuer le prix 2020 L'Oréal-UNESCO UK & Ireland Women in Science Physical Sciences Rising Talent award

• Double Star
• Magnétosphère terrestre

• (en) Site officiel de l'Agence spatiale européenne
• (en + zh) Site officiel de l'Académie chinoise des sciences