Titan Atmosphere Plasma Characterization Using Spectroscopic Measurement Techniques

Abstract

Lors des manoeuvres d'entree ou d'aerocapture dans l'atmosphere de Titan, une quantite importante d'energie est emise sous forme de radiation dans la couche de choc presente autour du vehicule spatial. Le dimensionnement du bouclier thermique du vehicule demande une evaluation precise de la quantite d'energie qu'il recoit sous forme radiative. Nous proposons dans cette etude une analyse du rayonnement emis par un plasma dont la composition est representative de l'atmosphere de Titan, et ceci dans l'intervalle de longueur d'onde compris entre 350 et 1000 nm. Le plasma analyse est produit dans un tunnel plasma a couplage inductif (ICP). Des mesures par spectroscopie d'emission sont effectuees pour deux pressions differentes, 300 et 23 mbar. Le cas a haute pression favorise l'equilibre thermodynamique local dans l'ecoulement, tandis que le cas a basse pression permet d'etudier un plasma hors equilibre. La modelisation de l'emission radiative du plasma est effectuee pour des conditions d'equilibre thermodynamique et montre un bon accord, sur une echelle absolue de l'emission, avec le spectre mesure a haute pression. L'application du modele developpe a l'analyse du cas basse pression demontre l'obtention de conditions hors equilibre thermique. Des limitations liees a l'implementation des mesures sont neanmoins observees. Elles sont liees aux fluctuations du plasma etudie.