Direction-Finding study of saturnian and jovian radio emissions using the radio receiver placed onboard the Cassini spacecraft.
Etude Goniopolarimétrique des Emissions Radio de Jupiter et Saturne à l'aide du Récepteur Radio de la Sonde Cassini
Résumé
The Cassini mission, dedicated to study the saturnian system, is carrying a radio receiver (RPWS/HFR) covering the 3.5 kHz-16 MHz frequency band which is adapted to saturnian radio emssions. One key feature of this receiver is its direction-finding capabilities. It is indeed possible to retrieve direction of arrival, flux density and state of polarization of an incident electromagnetic wave, although the dipole antennas connected to the receiver have no angular resolution. On the instrumental side, I carried out antenna calibrations and developped direction-finding inversion methods adapted to such receivers. I have studied the jovian magnetosphere through 2 aspects. First, we have obtained a new reference spectrum of of jovian radio emission within the band of RPWS/HFR. Among all the jovian radio emissions, I focused on the quasi-periodic bursts. This jovian radio component is the only one for which we do not know the source. Saturnian radio observations began in january 2004, through a joint observation campaign Hubble Space Telescope (HST) / Cassini. The UV HST camera have observed the auroral zone of saturn while Cassini was in the solar wind, approaching the planet. The HST observations are compared to radio ones, in terms of density flux and polarization. The first preliminary results of this study are in complete agreement with the Voyager ones. Last, I present a proposition of explanation to the variability of the apparent sidereal radio period of Saturn, measured by the mean of the auroral radio emission modulations.
La mission Cassini, dédiée à l'étude de l'environnement de Saturne, comporte un récepteur radio (RPWS/HFR) couvrant la gamme 3.5 kHz-16 MHz, adaptée aux émissions radio de Saturne. La particularité de ce récepteur réside dans ces capacités goniopolarimétriques. En effet, malgré le fait que les dipôles qui lui sont connectées n'ont aucune résolution spatiale, on pourra retrouver la direction d'arrivée, le flux et l'état de polarisation de l'onde électromagnétique incidente. La partie instrumentale de mon travail a consisté d'une part à étalonner les antennes du récepteur et d'autre part, à développer des méthodes d'inversions goniopolarimétriques adaptées à ce type de récepteur. Une étude de la physique magnétosphérique de Jupiter a été entreprise. Nous avons obtenir, grâce à nos étalonnage, un nouveau spectre de référence des émissions radio jovienne dans la gamme du récepteur RPWS/HFR. Parmi toutes les émissions radio de la magnétosphère de Jupiter, j'ai choisi d'étudié plus particulièrement les sursauts quasi-périodiques seule composante jovienne dont on ne connaît pas l'origine. Les observations radio de Saturne ont débuté en janvier 2004 lors d'une campagne commune HST (téléscope spatial Hubble) Cassini. La caméra UV du HST a observé les aurores polaires de Saturne pendant que Cassini approchait la planète. Les observations HST sont comparées aux données radio, en terme de flux et de polarisation. Les résultats, préliminaires de cette étude sont en accord avec les résultats de Voyager. Enfin, je présente une proposition d'explication de la variabilité de la période apparente de rotation sidérale de Saturne mesurée grâce aux modulations des émissions radio.