Simulation du rayonnement de l'entrée atmosphérique sur les planètes gazeuses géantes

L’exploration des quatre planetes geantes gazeuses, Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus, est importante pour comprendre l’evolution de notre systeme solaire et plus generalement de l’univers. Les sondes entrant dans l’atmosphere des geantes gazeuses ont des vitesses de 20 a 50 km/s, largement superieures aux vitesses d’entree atmospherique sur les autres planetes du systeme solaire. Il s’agit d’un probleme complexe car les conditions d’entrees sont brutales et les vitesses associees depassent largement les capacites des installations d’essai au sol actuelles. Cette these examine la possibilite de simuler experimentalement les conditions d’entrees proposees pour Uranus et Saturne a 22.3 et 26.9 km/s avec un tube d’expansion a piston libre. D’abord, la possibilite de simuler les conditions directement en recreant la vitesse d’entree reelle a ete etudiee. Il a ete trouve qu’il etait possible de simuler l’entree d’Uranus mais seulement avec de grandes incertitudes. Pour cette raison, il a ete propose d’utiliser une substitution du gaz d’essai etablie, dans lequel soit le pourcentage d’helium dans l’atmosphere H2/He est augmente, soit l’helium est remplace par du neon, un gaz noble plus lourd. Cela permet de simuler uniquement les conditions postchoc des entrees. Theoriquement, il a ete constate que ces substitutions permettaient de simuler l’entree Uranus ou Saturne, ce qui a ete confirme experimentalement a l’aide d’helium. Notant l’interet actuel d’envoyer des sondes d’entree atmospherique vers ces deux planetes, cette etude a demontre que les capacites experimentales requises sont disponibles pour la realisation d’experiences simulees avec les modeles d’essais.