Apprendre par la recherche

Lab Insertion Unit

• Analyse spectrale des mesures de champ magnétique in-situ : observations du vent solaire par Cluster et Solar Orbiter
  Sujet : Ce LIU considère un modèle simplifié de turbulence détectés dans les mesures de plasma spatial. Des méthodes d’analyse spectrale permettent d’analyser les données de la mission Cluster (à 1 UA) et de la mission Solar Orbiter, plus proche du Soleil. Pour ce faire, les étudiants ont ainsi développé une analyse en série de Fourier puis une analyse en ondelettes de Morlet pour extraire le signal utile.
  Equipe : Youssoupha, Léo sous la direction de Olga Alexandrova, LESIA
  Résultats : Les étudiants ont abordé la physique de la turbulence dans le vent solaire. Ils ont appris à analyser des signaux simulés avec les transformées de Fourier ou en ondelettes, et ont utilisé ces deux méthodes d’analyse spectrale pour identifier la densité spectrale d’énergie du champ magnétique dans le vent solaire observé par la mission Cluster. Les routines qui ont été développées peuvent maintenant être utilisées pour traiter les données obtenues par la mission Solar Orbiter de l’ESA.
• Chimie de l’oxygène dans le choc protostellaire de HH54
  Sujet : Cette étude du milieu interstellaire des galaxies porte sur la physique et la chimie des chocs, en lien avec les processus de formation des étoiles. Les ondes de choc, omniprésentes dans le milieu interstellaire, provoquent l’échauffement, la compression, la dissociation et/ou l’ionisation du gaz à travers lequel elles se propagent. Des observations récentes dans les domaines IR à mm sont utilisées pour dériver de nouvelles contraintes uniques sur la physique et la chimie des chocs. Pour répondre à ces questions, les étudiants devaient interpréter les observations infrarouges et millimétriques des transitions rotationnelles de l’hydrogène atomique et de l’oxygène atomique, afin de fournir une estimation de la densité de colonne et de la température d’excitation des deux éléments.
  Equipe : Jessica, Itan sous la direction d’Antoine Gusdorf, LPENS
  Résultats : Les étudiants ont tout d’abord abordé la nature physique et chimique de l’arc de choc, et puis son effet sur le milieu interstellaire qui l’entoure. Ils ont présenté les enjeux et la procédure de mesure et de production de diagrammes d’excitation pour les transitions rotationnelles de H2 et sa densité de colonne. Ils ont étudié deux systèmes binaires protostellaires : ils ont pris en compte l’extinction pour en déduire des informations non biaisée. Les résultats étaient finalement limités par le fait qu’ils n’avaient accès qu’à une seule raie spectrale et ne pouvaient pas construire de diagramme d’excitation pour mesurer des abondances.
• Validation fonctionnelle du CubeSat COTS en salle VEGA
  Sujet : De nouveaux protocoles pour les composants CubeSat dédiés aux nanosatellites sont développés pour préparer les équipes scientifiques à évaluer les bons choix et le bon niveau de complexité de leur plan de développement de leurs projets, en termes de tests internes, d’analyse système, de tests de CubeSats au sol et en vol. Ce LIU s’est plus particulièrement intéressé aux performances de pointage fin d’objets de l’avant-plan planétaire, pour mesurer par parallaxe la position d’un CubeSat.
  Equipe : Julien, Salvatore sous la direction de Boris Segret, CENSUS
  Résultats : Les étudiants ont développé un logiciel lisant les données d’un capteur solaire BiSon64, éléments COTS bidirectionnel destiné à localiser le Soleil. Ils ont utilisé un processeur Arduino Mega pour interpréter le courant provenant du capteur solaire et effectuer les calculs pour estimer les deux angles positionnels représentant la source.

Stages

• Déstabilisation de Titan due à la bascule de Saturne
  Sujet : L’augmentation de l’obliquité de Titan pourrait être liée à la migration rapide de Titan due aux effets dissipatifs de marées. Titan continuant à s’éloigner, l’obliquité de Saturne pourrait augmenter et serait susceptible d’atteindre valeurs élevées créant des régions d’instabilité pour la dynamique des satellites. Ainsi,dans le futur, Titan pourrait se situer dans un domaine d’instabilité et donc avoir une trajectoire chaotique.
  Equipe : Aurore sous la direction de Melaine Saillenfest, IMCCE
  Résultats : Le but de stage fut de déterminer les régions d’instabilité pour Titan et leur évolution. L’Hamiltonien et l’Hamiltonien séculaire ont été établis pour définir les équations du mouvement et les points d’équilibre du système Saturne-Titan. Les cas simplifiés de l’orbite circulaire, du satellite lointain et du satellite proche ont été traités en grande partie analytiquement, tandis que le cas général a été résolu en caractérisant la surface de Poincaré du système.
• Particules de haute énergie dans les éruptions solaires : diagnostics X et radio
  Sujet : La comparaison des observations solaires X et radio permet de caractériser l’accélération des particules lors des éruptions solaires.
  La mission Solar Orbiter (ESA/NASA) comporte plusieurs instruments, dont STIX (spectromètre/télescope pour l’imagerie X) et RPW (Radio and Plasma Waves). L’un des intérêts de la comparaison des observations X et radio est de caractériser l’accélération des particules lors des éruptions solaires. Les premières observations de STIX collectées durant la phase de mise en service permettent d’envisager notamment la détection des éruptions solaires.
  Equipe : Adrien sous la direction de Nicole Vilmer, LESIA
  Résultats : Des spectrogrammes des observations RPW et STIX de novembre 2020 ont été établis, au cours desquels STIX a observé de nombreuses éruptions, malheureusement sans contrepartie radio. Le travail de stage a montré qu’il existe un certain délai entre les signatures observationnelles. Une analyse des observations RPW a été effectuée pour déterminer le taux de dérive du sursaut de type III, visant à fournir la vitesse des électrons excités.
• Conception d’un mélangeur sub-harmonique à 325 GHz dans le cadre de l’étude ACCP
  Sujet : Les récepteurs hétérodynes GHz et THz offrent de très hauts pouvoirs de résolution spectrale, pour résoudre les raies moléculaires et comprendre et caractériser les atmosphères planétaires.
  Equipe : Estelle sous la direction de Jeanne Treuttel, LERMA
  Résultats : L’étude réalisée pendant ce stage a consisté en une analyse critique des simulations de mélangeurs subharmoniques, puis une étude des performances à 325 GHz. (ACCP : Aerosol, Cloud, Convection and Precipitation)
• Simulation de courants d’étoiles
  Sujet : Les courants stellaires sont des surdensités d’un ensemble d’étoiles dans la Galaxie. Ils ont été observés et modélisés numériquement et théoriquement. Ils sont composés d’étoiles qui se sont échappées de petites galaxies satellites ou d’amas globulaires. La détermination de leur structure permet de mieux comprendre le champ gravitationnel galactique, ainsi que la distribution de la matière noire dans la Galaxie.
  Equipe : Salvatore sous la direction de Paola Di Matteo, GEPI
  Résultats : Les progéniteurs des courants stellaires ont été analysés à l’aide de simulations numériques de 145 amas globulaires de la Voie Lactée. Un modèle de potentiel galactique composé du disque épais, du disque mince, et d’un halo sphérique de matière noire, a été utilisé pour comparer les courants stellaires simulés à ceux découverts en analysant les données de la mission spatiale Gaia.
• Algorithme de corrélation croisée multiple basé sur les angles pour la navigation autonome de CubeSat
  Sujet : La navigation autonome des nanosats utilise les éléments parallactiques de sources planétaires observées sur un fond d’étoiles. Comme certains projets scientifiques nécessitent une précision meilleure que la seconde d’angle, des algorithmes spécifiques doivent être développés pour atteindre cet objectif.
  Equipe : Youssoupha sous la direction de Boris Segret, CENSUS
  Résultats : Ce projet a permis de valider et tester les spécifications fonctionnelles du système de pointage. De nombreux codes ont été produits à cet effet, qui doivent être validé au format ESA.
• Prédire les fractions de trous noirs supermassifs et de noyaux galactiques actifs dans les galaxies naines à l’aide de simulations cosmologiques de pointe
  Sujet : La plupart des galaxies massives locales abritent un trou noir supermassif en leur centre. On pense que la façon dont ils se forment, grandissent et évoluent est liée à la galaxie dans laquelle ils résident. Toutes ces questions sont encore ouvertes !
  Equipe : Houda sous la direction de Volonteri et Habouzit, LERMA / MPIA
  Résultats : Ce travail s’est intéressé à la formation et à l’évolution des trous noirs dans les galaxies naines, en se concentrant sur le sondage des trous noirs et des noyaux actifs de galaxies naines de l’univers local (z = 0) à l’aide de six simulations cosmologiques de pointe comparées aux découvertes observationnelles récentes. Les résultats originaux de ce travail sont maintenant publiés dans Haidar et al. 2022, article accepté dans MNRAS, 2022arXiv220109888H

Années de césure

• Type : Recherche
  Etablissement : Laboratoire LUTh, Observatoire de Paris - PSL
  Sujet : Centaurus A with Gammapy
  Etudiant : Jessica
  Motivation : Avec ce stage de césure, et avant d’entreprendre un M2 recherche, Jessica a souhaité découvrir le monde de la recherche tout en travaillant dans une thématique scientifique qu’elle souhaitait aprofondir. Elle a complété ces six mois de stage en laboratoire par une expérience de recherche dans l’industrie spatiale
• Type : Découverte du monde de l’entreprise
  Etablissement : Thales Alenia Space
  Sujet : Développement d’un outil d’IA pour mesurer des WCET (Worst Case Execution Time, pire cas de temps d’exécution) et optimiser un logiciel de bord.
  Etudiant : Léo
  Motivation : Pour aborder le parcours d’ingénierie en confiance, Léo a souhaité effectuer une année de césure pour découvrir le monde du spatial, avec un stage au CNES suivi d’un autre stage dans un des grands groupes industriels du secteur.
• Type : Formation
  Etablissement : Université de Lund, Suède
  Sujet : Apprentissage du suédois, avec un stage scientifique dans un laboratoire de l’Université de Lund
  Etudiant : Antoine
  Motivation : Antoine a appris le suédois par lui-même. Il a identifié qu’une césure dans un Master scientifique à Lund lui apporte une expérience internationale, lui permet de parfaire l’apprentissage du suédois et de découvrir les thématiques astrophysiques qu’il souhaite développer.