Préparer les observations de Jupiter grâce au code ASIMUT-ALVL

2023-2024
Le spectro-imageur MAJIS (Moons and Jupiter Imaging Spectrometer) est l'un des instruments clés de la mission JUICE de l'ESA, dédiée à l'exploration de Jupiter et de ses lunes glacées.

À l’IASB, nous préparons les observations du système jovien en évaluant les performances du canal visible et proche infrarouge (VIS-NIR) de MAJIS. Grâce à la nouvelle version de notre code de transfert radiatif ASIMUT-ALVL, nous sommes maintenant capables de simuler des scénarios d'observation de Jupiter, en plus de ceux pour la Terre, Mars et Vénus.

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Pourquoi et comment étudier Jupiter?

Jupiter est la plus grande planète du système solaire. Elle n'a pas de surface solide et son atmosphère est principalement composée d'hydrogène et d'hélium. Jupiter intéresse la communauté scientifique en raison des conditions extrêmes de son atmosphère induites par une turbulence intense.

Déterminer les abondances, la distribution et la variabilité des composés atmosphériques de Jupiter permettra de mieux comprendre les conditions et les processus chimiques qui les produisent aux différentes altitudes de l'atmosphère. Ces informations sont cruciales pour comprendre la chimie provoquant la coloration des nuages et comprendre comment le mouvement et la composition de l'atmosphère contribuent à maintenir les turbulences dans l'atmosphère.

MAJIS contribuera, entre autres, à répondre à ces questions en produisant des cartes globales de l'atmosphère de Jupiter et en suivant les caractéristiques dynamiques de la planète. Le spectro-imageur est composé de deux canaux spectraux couvrant une longueur d'onde de 0,5 à 5,6 µm. L’IASB s’est concentré plus particulièrement sur le canal VIS-NIR (0,5-2,5 µm) dont les détecteurs ont été caractérisés au B.RCLab, le laboratoire de radiométrie de l’IASB. Cette gamme spectrale donne accès à la composition et à la dynamique de l’atmosphère jovienne notamment pour les aérosols.

ASIMUT-ALVL et MAJIS

En parallèle, le code de transfert radiatif de l’IASB a récemment été adapté pour inclure la modélisation de l'atmosphère de Jupiter. De nouvelles fonctionnalités et de nouveaux paramètres ont été implémentés, notamment les données spectrales les plus récentes des molécules pertinentes et différents modèles d'aérosols utilisés dans la communauté scientifique pour analyser la Grande Tâche Rouge.

En se basant sur les caractéristiques expérimentales des détecteurs, ASIMUT-ALVL nous permet de produire des simulations supportant la planification des observations et la définition des produits scientifiques de l’instrument.

Par exemple, notre code amélioré a été utilisé pour la définition préliminaire de bandes spectrales nécessaires afin de limiter le volume de données tout en conservant suffisamment d’informations pour déterminer la variabilité des composés atmosphériques.

Une analyse plus poussée en tenant de la distribution verticale des espèces ou de différents scénarios atmosphériques est nécessaire pour continuer à soutenir les activités scientifiques de MAJIS.

JUICE et la planète Jupiter. Crédits image : ESA.

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Figure 2 caption (legend)

Image animée de la Grande Tache rouge, telle qu'observée par Juno en 2017. Crédits : NASA.

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Masque spectral proposé pour MAJIS utilisant les différentes options de regroupement spectral.