Prognoz | La charge utile1. ListeLe tableau ci-dessous présente la liste de tous les instruments connus ayant volé sur les satellites Prognoz. Les résultats scientifiques de ces missions sont résumés dans [17] et [18].
2. Les instruments soviétiques et russes2.1. Le spectromètre SGL-1C'est un spectromètre à scintillation pour étudier les rayons gamma entre 30 et 210keV [1]. 2.2. Le compteur RP-3C'est un compteur Tcherenkov pour mesurer le flux d'électrons entre 40 et 140keV [1]. 2.3. Le récepteur KYa-4MC'est un récepteur radio qui fonctionne sur deux bandes de fréquences : 1,6-8kHz et 100-700kHz [1]. 2.4. Le magnétomètres SGL'instrument SG-59K est un magnétomètre fluxgate tridimensionnel de l'IZMIRAN. Le SG-76 est un magnétomètre tridimensionnel utilisé pour mesurer l'intensité et la direction du champ magnétique dans le vent solaire. Sa plage de mesure est de ±60nТ, avec une résolution de ±0,3nТ [1]. 2.5. Les capteurs D-137 et D-140Le D-140 un ensemble de capteurs de plasma à modulation grand angle. Ce sont des cages de Faraday orientées vers le Soleil. Elles mesurent dans seize niveaux d'énergie jusqu'à 4,4keV. L'objectif est la caractérisation des ions présents dans le vent solaire et la magnétosphère terrestre [1]. Le spectromètre à grand angle D-137A, quant à lui, permet de mesurer la concentration ionique dans le vent solaire pour en déterminer les caractéristiques (vitesse, concentration et température des protons) [1]. 2.6. Le spectromètre AYaKSLe Spectromètre Nucléaire Spatial Automatique (Автоматический Ядерный Космический Спектрометр) AYaKS est destiné à caractériser la composition chimique et le spectre énergétique des particules des rayonnements galactique et solaire. Il fonctionne dans les basses énergies, jusqu'à environ 1MeV par nucléon. Il utilise des détecteurs à barrière de surface en silicium [1]. 2.7. Le détecteur PRV-2L'Enregistreur Scrutateur de Sursauts Gamma PRV-2 (Патрульный Регистратор гамма Всплесков) est destiné à la surveillance dans toutes les directions des variations d'intensité des sursauts gamma. Il mesure dans la gamme 20-200keV [1]. 2.8. Le spectromètre MEP-1Le spectromètre de scrutation des électrons et des protons MEP-1 (Мониторный спектрометр Электронов и Протонов) permet de mesurer les flux d'électrons, de protons et de particules alpha [1]. 2.9. Les analyseurs AKRL'Analyseur de rayonnement Radio Kilométrique AKR-2M (Анализатор Километрового Радиоизлучения) est embarqué sur Prognoz-10. Il permet de mesurer les sursauts radio solaires de type II et III, ainsi que le rayonnement dans la magnétosphère terrestre entre 0,2 et 2,0MHz [1]. Son successeur AKR-X est embarqué sur Interball-1 et fonctionne dans la gamme 0,1-1,5MHz. Il est développé conjointement par le GAICh de l'université MGU et l'université Comenius de Bratislava, en Slovaquie [19]. 2.10. L'analyseur RIP-803L'analyseur d'énergie et de masse RIP-803 mesure les protons entre 0,1 et 4keV, ainsi que les particules alpha entre 0,1 et 16keV. L'objectif est de caractériser les vents solaires à l'intérieur et au-delà de la magnétosphère terrestre [1][4]. 
Fig. 2.10.1 : Schéma et photo de l'instrument RIP-803. 2.11. Le spectromètre RIP-804Le spectromètre RIP-804 permet de mesurer la concentration ionique dans la gamme 0,1-4,5keV. Il est constitué de trois analyseurs cylindriques [4]. 
Fig. 2.11.1 : Schéma de l'instrument RIP-804. 2.12. Les spectromètres SEZC'est un spectromètre à protons qui permet de mesurer les flux et la composition chimique des énergies cosmiques sous-relativistes et relativistes, solaires et galactiques [1]. SEZ-2 et SEZ-3 ont volé sur Prognoz-7, et SEZ-2M sur Prognoz-9. 2.13. Le photomètre RS-1Le photomètre à rayons X RS-1 permet de mesurer le flux global de rayons X émis par le Soleil [1]. 2.14. L'instrument ReliktL'instrument 0.8RD-A, également appelé Relikt, a pour objectif de cartographier le fond diffus cosmologique dans la longueur d'onde 8mm. Il a une masse de 30kg et consomme 50W [1][15][16]. 
Fig. 2.14.1 : L'instrument Relikt et sa carte du fond diffus cosmologique. 2.15. Le compteur MG-1Le compteur scrutateur de décharge de gaz MG-1 (Мониторный Газоразрядный) permet de suivre les flux de rayons galactiques et cosmiques, ainsi que les particules présentes dans les couches de radiations de la Terre [1]. 2.16. Le capteur SUFRLe capteur à ultraviolets SUFR permet de mesurer les rayons ultraviolets dans les longueurs d'ondes inférieures à 130nm [1]. 2.17. Le spectromètre SA-2C'est un spectromètre à scintillation d'une masse de 11kg pour l'étude du flux d'électrons supérieurs à 30keV et du flux de protons entre 30 et 210keV. 2.18. Les spectromètres RGSLes Spectromètres à Rayons X et Gamma RGS (Рентгеновский Гамма Спектрометр) sont fournis par l'Institut de Physique et de Technique Ioffe et permettent d'étudier les rayonnements solaires entre 2 et 200keV. Les versions RGS et RGS-1 ont volé sur les satellites Prognoz-4, Prognoz-5 et Prognoz-6. Le RGS-1M a volé sur Prognoz-7 [9]. 
Fig. 2.18.1 : Le spectromètre RGS-1M. 2.19. Le spectromètre avec détecteur à semi-conducteursIl permet de mesurer les électrons, les particules alpha et les noyaux lourds dans plusieurs gammes d'énergie [1]. 2.20. L'analyseur grand angleIl permet de mesurer les spectres d'énergie intégrale des flux d'électrons. Il est équipé d'une grille avec une tension de freinage de 0 à 300V [1]. 2.21. Le complexe BIFRAMC'est un ensemble de spectromètres qui permettent de mesurer en parallèle les protons (0,1-10keV), les particules alpha (0,5-20keV) et les électrons (0,02-0,5keV) dans plusieurs spectres énergétiques [1][11]. 
Fig. 2.21.1 : L'instrument BIFRAM. 2.22. Le spectromètre RIP-801C'est un spectromètre à protons qui mesure les spectres énergétiques des ions dans la gamme d'énergie inférieure à 7keV [4]. 
Fig. 2.22.1 : Schéma de l'instrument RIP-801. 2.23. Le spectromètre RIE-204C'est un spectromètre d'électrons qui mesure entre 30 et 150eV. Il dispose d'un analyseur électrostatique sur lequel est fixé un scintillateur [4]. 
Fig. 2.23.1 : Schéma de l'instrument RIE-204. 2.24. L'instrument ENTchUVL'ensemble d'instruments ENTchUV (ЭНергичные Частицы на Ударной Волне) comprend le spectromètre tchécoslovaque DOK-1 (paragraphe 4.1), les capteurs d'ions et d'électrons ACME et DOR, qui mesurent de 0,5keV à plusieurs centaines de keV, ainsi que le télescope TR-3 pour mesurer la composition isotopique des noyaux de 3 à 30MeV [1]. 
Fig. 2.24.1 : Disposition des éléments de l'instrument ENTchUV. 2.25. L'analyseur BUDVARC'est un instrument qui permet d'analyser les fluctuations basse fréquence des oscillations des champs électrique et magnétique, ainsi que du flux d'ions dans la gamme de fréquences de 0,5Hz-30 kHz [1]. 
Fig. 2.25.1 : Schéma de l'instrument BUDVAR. 2.26. L'ordinateur BRODL'ordinateur de bord reprogrammable BROD du satellite Prognoz-10 permet d'élaborer un signal de franchissement d'onde de choc. Il se base sur les données du spectromètre à plasma MONITOR (qui fait partie du complexe BIFRAM) et du magnétomètre SG-76 [1]. 2.27. Le système ORIONLe système d'information ORION du satellite Prognoz-10 permet d'enregistrer les données reçues par les différents instruments du satellite lorsque celui-ci est en mode veille [1]. 2.28. L'instrument Alfa-3Il permet de mesurer les ions pour des concentrations supérieures à 1cm-3 et à des énergies inférieures à 25eV/Q. Il est fourni par l'IKI et a été embarqué sur les deux missions Interball [19]. 2.29. Les instruments SKA-1 et SKA-3L'instrument SKA-1 est un spectromètre à plasma qui permet de mesurer la répartition dans l'espace des ions dans la gamme d'énergie comprise entre 0,1 et 5keV [19][22]. 
Fig. 2.29.1 : Schéma de l'instrument SKA-1 et photo de son détecteur EU-1. SKA-3, fourni par l'IKI, est constitué de deux analyseurs électrostatiques énergie-angle (EA) et de deux analyseurs énergie-masse (EM). L'objectif est de mesurer les spectres et l'anisotropie des électrons et des ions (H+, He+ et O+) dans les gammes d'énergie de 0,03eV à 15keV (pour les EA) et de 30 à 500keV (pour les EM) [19][21]. 2.30. L'instrument FM-3IC'est un magnétomètre fourni par l'IKI et l'IZMIRAN. Il a une sensibilité de ±200nT et une résolution de ±0,1nT [19]. 2.31. L'instrument Sosna-3C'est un dosimètre fourni par l'université MGU et l'IMBP [19]. 2.32. L'instrument RKI-2Il mesure les radiations ionisantes (à 5, 15, 40, 100, 500MeV) ainsi que les rayonnements ultraviolets du Soleil [19]. Il est fourni par l'IPG. 2.33. L'instrument AnodIl s'agit d'une expérience technologique destinée à comparer les comportements de différents types de cellules photovoltaïques. Elle est fournie par l'IKI et NPP Kvant [19][21]. 
Fig. 2.33.1 : L'instrument Anod. 2.34. L'instrument RD-1MC'est un dosimètre fourni par l'université MGU et l'IMBP [19][21]. 2.35. L'instrument NVK-ONTchFourni par l'IKI et l'IZMIRAN, il permet les ondes à basses fréquences entre 20Hz et 20kHz [19]. 3. Les instruments français3.1. Les détecteurs Signe (SNEG en russe)L'instrument Signe-1, embarqué sur Prognoz-2, est développé par le Centre d'Étude Spatiale des Rayonnements (CESR) de Toulouse. Il est destiné à mesurer les flux d'électrons et de protons entre 0,4 et 20keV. Les mesures se font en seize niveaux énergétiques et durent 41" pour chaque niveau. Toute la gamme de mesure est donc couverte en 656" [2]. L'instrument mesurait aussi les neutrons entre 0,98 et 16MeV, ainsi que les photons gamma entre 272keV et 9MeV [2]. Les Signe-2MP ont été embarqués sur Prognoz-6, Prognoz-7 et Prognoz-9. Ils permettent d'étudier les photons dans la gamme 20keV-3MeV. Ils disposent pour ce faire de deux détecteurs [6] : - un détecteur omnidirectionnel en iodure de sodium (NaI) de 9cm de diamètre et de 4cm d'épaisseur situé dans un puits en scintillateur plastique. Il est orienté en permanence sur le Soleil et est dédié à la détection des sursauts gamma cosmiques et des évènements solaires. - un détecteur à double directivité, également en NaI, placé sur le côté du satellite, parallèlement à l'axe de pointage solaire. 
Fig. 3.1.1 : L'instrument Signe-2MP. Sur Prognoz-9, le Signe-2MP était sensiblement différent, car il n'emportait pas de détecteur à double directivité, mais deux détecteurs omnidirectionnels [6]. Des instruments similaires, appelés Signe-2MS, ont été embarqués sur les sondes Venera-11, Venera-12, Venera-13 et Venera-14. Un autre instrument, Signe-3, deviendra un satellite à part entière et sera lancé par l'Union soviétique le 17 juin 1977. 3.2. Le spectromètre Gémeaux-S2Fourni par le CESR de Toulouse, c'est un spectromètre à protons et électrons, calibré entre 3 et 150MeV. Il inclut aussi un détecteur de particules alpha dans la gamme d'énergies 180-500MeV [1]. C'est la poursuite de l'expérience Gémeaux-S qui avait volé sur les sondes Mars-6 et Mars-7 [5]. 
Fig. 3.2.1 : L'instrument Gémeaux-S2. 3.3. L'instrument CalipsoCalipso est aussi fourni par le CESR de Toulouse, et comprend plusieurs spectromètres de protons et d'électrons dans la gamme 0,2-20keV [7]. 
Fig. 3.3.1 : L'instrument Calipso. 3.4. L'instrument Hélium interplanétaire (MPG en russe)C'est un spectromètre fourni par le Service d'Aéronomie du CNRS. Il permet de mesurer les rayonnements solaires dans les raies de résonance НI (λ=1216Å), НеI (λ=584Å) et НеII (λ=304Å) [1]. 3.5. L'instrument GalactikaDéveloppé conjointement par le Laboratoire d'Astronomie Spatiale (LAS) de Marseille et l'Observatoire Astronomique de Crimée (KrAO), il est basé sur l'instrument ELZ qui a volé sur le satellite D-2B Aura, mis sur orbite par un lanceur Diamant BP4 le 27 septembre 1975. C'est un spectromètre avec une résolution de 63Å qui permet d'étudier la lumière diffuse du ciel [8]. 
Fig. 3.5.1 : Le système optique de Galactika. 3.6. L'instrument ElectronIl permet de réaliser des mesures 3D des électrons du plasma dans la gamme d'énergie 10eV-26keV. Il a été conçu, construit et calibré par le Centre d'Études Spatiales des Rayonnements (CESR) de Toulouse [19]. 
Fig. 3.6.1 : L'instrument Electron. 3.6. L'instrument MEMOL'expérience MEMO, fournie par le LPC2E d'Orléans, comprend six capteurs électriques et neuf capteurs magnétiques indépendants qui fournissent des signaux dans les trois bandes de fréquences suivantes : ELF (5-1000Hz), VLF (1-20kHz) et LF (20-250kHz). Les signaux de trois composantes magnétiques et d'une composante électrique, enregistrés lors d'observations du rayonnement kilométrique auroral (RKA), permettent une étude détaillée des caractéristiques de ces émissions [27]. 3.7. L'instrument IONFourni par le CESR de Toulouse, il est destiné à mesurer les concentrations et l'anisotropie des ions (М=1, 2, 4, 16) et des électrons (entre 0,005 et 20keV/Q) [19][21]. 3.8. L'instrument IESP-2Fourni par le Centre d'Étude des Environnements Terrestres et Planétaires (CETP), il permet de mesurer les six composantes des ondes entre 0,1 et 10Hz et, ponctuellement, 0 à 30Hz [19][32]. 3.9. L'instrument HYPERBOLOIDIl est fourni par le Centre d'Étude des Environnements Terrestres et Planétaires (CETP). C'est un spectromètre à plasma destiné à l'étude de la dynamique des ions de basse énergie dans l'ionosphère et la magnétosphère polaires [19]. 
Fig. 3.9.1 : L'instrument HYPERBOLOID. L'instrument est essentiellement un spectromètre de masse ionique multidirectionnel mesurant les fonctions de distribution des ions dans une gamme d'énergie allant d'environ 0,1 à 80eV. En mode de fonctionnement normal, les quatre espèces principales (H+, He+, O+, O++) peuvent être mesurées simultanément. Des modes spécifiques permettent de détecter des espèces minoritaires telles que N+ ou des ions moléculaires [19]. 4. Les instruments tchécoslovaques4.1. Les détecteurs DOKLes détecteurs DOK sont fournis par l'Institut de Physique Expérimentale de Košice, qui appartient à l'Académie des Sciences de Tchécoslovaquie, puis à l'Académie des Sciences de Slovaquie. Ils sont destinés à détecter les particules énergétiques. Un premier exemplaire DOK-T a volé sur Prognoz-8 et a été suivi de DOK-1 sur Prognoz-10, puis des deux DOK-2 sur les Interball. Ces derniers ont été réalisés en collaboration avec l'Université Démocrite de Thrace, située à Xanthi, en Grèce [3]. 
Fig. 4.1.1 : Les instruments DOK-T, DOK-1 et DOK-2. Le refroidissement des instruments est réalisé de manière passive en utilisant l'ombre du satellite. DOK-T peut détecter des particules au-dessus de 15keV [3]. DOK-2X, embarqué sur Interball-1, mesure les électrons dans la plage 10-400keV et les protons dans la plage 15-1000keV [19]. 4.2. Le photomètre RF-2PIl s'agit d'un photomètres à rayons X pour la mesure des éruptions solaires dans la gamme 2-160keV [1]. 4.3. Le spectromètre TR-2Il est destiné à la caractérisation des particules du vent solaire. Il est constitué de trois détecteurs de protons au silicium dans les gammes d'énergie 1-3MeV, 3-5MeV et 5-18,5MeV [1][12]. 
Fig. 4.3.1 : Schéma de l'instruments TR-2. 4.4. Le spectromètre à isotopesIl permet de mesurer la charge et la composition isotopique des particules, ainsi que leur spectre énergétique dans la gamme d'énergie de 0,5 à 200MeV [1]. 4.5. L'instrument VDPFourni par l'université Charles de Prague, il permet de mesurer le spectre énergétique intégral dans la gamme d'énergie de 0,2-,4 keV des ions ou des électrons du plasma magnétosphérique. Il comprend six cages de Faraday identiques. La cage n°1 est orientée vers le Soleil et son axe est aligné avec l'axe de rotation du satellite (+X). La cage n°6 est orientée dans la direction opposée au Soleil (-X). Les cages n°2 à 5 sont orientées respectivement selon les axes +Y, +Z, -Y et -Z, qui tournent avec le satellite [23]. 
Fig. 4.5.1 : Schéma de l'instruments VDP. 4.6. L'instrument MONITOR-3C'est un analyseur de vent solaire, qui détecte les particules chargées entre 0,4 et 15keV. Il est fourni par l'université Charles de Prague et par l'IKI. 
Fig. 4.6.1 : L'instrument MONITOR-3. 4.7. L'instrument KM-7Fourni par l'Institut de Physique de l'Atmosphère de l'Académie des Sciences de Tchéquie, en collaboration avec l'IKI, il permet de mesurer la température des électrons dans le plasma jusqu'à 10eV [19][21]. 5. Les autres instruments5.1. Les instruments PROMICSFournis par l'Institut Suédois de Physique Spatiale (IRF), les instruments PROMICS (Prognoz Magnetospheric Ion Composition Spectrometers) permettent d'étudier les ions dans le plasma solaire. PROMICS-1 et -2 ont volé respectivement sur Prognoz-7 et Prognoz-8. Les missions Interball emportent quant à elle chacune un instrument PROMICS-3, qui fonctionne dans la gamme 0,001-100keV [19]. 5.2. L'instrument BUD-AFourni par la Pologne, BUD-A est un analyseur de spectre d'ondes de plasma destiné à prendre des mesures dans la magnétosphère terrestre [10]. 
Fig. 5.2.1 : L'instrument BUD-A. 5.3. L'instrument D-173BIl est fourni par l'Institut de recherche sur l'énergie atomique (AEKI) de l'Académie des Sciences de Hongrie (MTA). Il permet d'étudier le plasma du vent solaire et la magnétosphère terrestre. Plus précisément, il étudie les ions et les électrons du plasma et l'intensité du champ magnétique interplanétaire en conditions calmes et perturbées, ainsi que l'interaction entre le vent solaire et la magnétosphère [13]. Il est pour cela constitué de seize détecteurs et d'un microprocesseur Z80 [14]. Il a servi de précurseur à l'instrument PLASMAG des sondes Vega [13]. 
Fig. 5.3.1 : L'instrument D-173B. 5.4. L'instrument AMEI-2Le spectromètre AMEI-2 est fourni par le Laboratoire des Influences Soleil-Terre (STIL) de l'Académie des Sciences de Bulgarie. Il permet de détecter les flux des principaux ions dans la magnétosphère (H+, He++, He+ et O+) et d'analyser leurs distributions énergétiques et angulaires. Il balaie une gamme d'énergie de 0,3 à 10keV/q [19]. 
Fig. 5.4.1 : L'instrument AMEI-2. 5.5. L'instrument RF-15IC'est un photomètre à rayons X destiné à mesurer les émissions X du Soleil. Il est constitué de deux détecteurs : un proportionnel et un scintillateur. Le proportionnel mesure dans trois bandes (2-3keV, 3-5keV et 5-8keV) avec un intervalle de 2". Le scintillateur mesure dans cinq bandes (10-15keV, 15-30keV, 30-60keV, 60-120keV et 120-240keV) [20]. L'instrument est développé conjointement par l'Institut d'Astronomie de l'Académie des Sciences de Tchéquie et le Centre de Recherches Spatiales de Wrocław, en Pologne [21]. 
Fig. 5.5.1 : L'instrument RF-15I. 5.6. L'instrument CORALLC'est un spectromètre ionique fourni conjointement par l'IKI et l'institut INTERCOSMOS de Cuba. Il a un champ de vision en éventail de 10x150°. La rotation du satellite permet d'effectuer des mesures 3D de la fonction de distribution énergie/charge des ions dans la gamme de 30 à 24200eV/q [24]. 5.7. L'ensemble ASPIASPI (Analysis of Spectra of Plasma waves and Instabilities) est une expérience de diagnostic d'ondes combinée. Elle effectue des mesures du vecteur champ magnétique continu et alternatif, du vecteur champ électrique continu et alternatif et du courant de plasma [25].
Fig. 5.7.1 : Schéma de l'ensemble ASPI. Les entités participantes à ASPI sont l'IKI, l'Institut de Métrologie de Saint-Pétersbourg, l'université de Kiev, l'Académie des Sciences d'Ukraine, l'Institut de Physique Spatiale Interplanétaire de Frascati, l'université de Naples, le LPC2E du CNRS d'Orléans, le département des Sciences de l'ESA, le Centre de Recherche Spatiale de Varsovie, le Centre Spatial du Sussex, l'université de Sheeld, l'institut de physique atmosphérique de Prague, l'institut Max Planck, le DLR et le Centre allemand de recherche en géosciences [25]. 5.8. L'instrument SKA-2Il permet de mesurer la composition des particules chargées ainsi que leur anisotropie. Il fonctionne entre 10 et 400keV pour les électrons, et entre 50keV et 150MeV pour les protons. Il est développé par l'IKI avec l'Institut d'Astronomie de l'Académie des Sciences de Tchéquie et l'Université Démocrite de Thrace (campus de Xánthi) en Grèce [19]. 5.9. L'instrument UVAIUVAI (UV Auroral Imager) est un imageur d'aurores boréales. Il est fourni par l'Université de Calgary, au Canada, qui en a confié le développement à l'entreprise néerlandaise DEP Industries [26]. Un premier exemplaire a volé sur le satellite suédois Freja, qui a été mis sur orbite basse par un lanceur chinois CZ-2C le 6 octobre 1992. Les observations sont réalisées entre 1400 et 1600Å. 
Fig. 5.9.1 : L'instrument UVAI. 5.10. L'instrument POLRADFourni par l'Institut d'Astronomie Copernic de l'Académie des Sciences de Pologne, POLRAD est destiné à localiser les sources de rayonnement kilométrique auroral (AKR). C'est un analyseur de fréquence à balayage qui détermine la direction de la source AKR en moyennant les données sur dix intervalles de fréquence consécutifs de 4kHz [28]. Les mesures se font entre 20kHz et 2MHz [21]. 5.11. L'instrument IMAP-3Il permet de mesurer trois composantes du champ magnétique continu dans deux gammes : ±6800nT avec une résolution de 1nT et ±68000nT avec une résolution de 10nT [19]. Il est fourni par l'Académie des Sciences de Bulgarie en collaboration avec l'IZMIRAN. 5.12. L'instrument UFSIPSFourni par l'Institut de Recherches Spatiales et le Laboratoire Central des Relatons Terre-Soleil, faisant tous deux partie de l'Académie des Sciences de Bulgarie, il permet de mesurer les émissions dans l'atmosphère terrestre dans les longueurs d'ondes 1304, 1356 et 1493Å [19][29]. 5.13. L'instrument RONFourni par l'Institut de Recherche Spatiale de l'Académie des Sciences d'Autriche, en collaboration avec l'ESTEC de l'ESA, il permet d'émettre des ions avec des charges comprises entre 1 et 10μA, dans le but d'étudier l'environnement autour du satellite [19][31]. 
Fig. 5.13.1 : L'instrument RON. Bibliographie
[1] Le site de l'IKI [http://stp.cosmos.ru/] Dernière mise à jour : 25 mars 2026 |
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