Thread by @TechSpatiales

Le 9 septembre à 12h01 (heure française), la sonde @ESA_JUICE s'est tournée vers la Terre et a pris cette image du couple Terre-Lune avec sa caméra de navigation (NavCam).
Je vais oser être fier de cette photo: c'est moi qui l'ai commandée et je vais vous expliquer pourquoi.
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@ESA_JUICE Déjà c'est quoi les NavCam ? Ce sont les 2 caméras entourées en bleu dans cette image.
Pourquoi 2 caméras ? Pour de la redondance, même les instruments d'observation scientifiques disposés juste à côté (et qui regardent dans la même direction) n'ont pas cette chance.

@ESA_JUICE Ces caméras servent à localiser la sonde une fois en orbite autour de Jupiter par rapport aux différentes lunes. Bah oui, depuis la Terre on est capable de dire où elle est par rapport à la Terre, pas par rapport à Io ou Callisto.

@ESA_JUICE Cette caméra va donc, en supplément des senseurs d'étoiles (ci-dessous) et des ondes radios reçues sur Terre (ci-dessous à Cebreros), aider à localiser la sonde dans le système jovien. C'est principalement fait au sol, à l'ESOC (Darmstadt).

@ESA_JUICE Mais JUICE ose une technique de navigation plus ambitieuse: de la navigation autonome ! Autrement dit, elle embarque à bord une correction automatique des défaut du capteur, un traitement d'image pour repérer le limbe des lunes au pouillème de pixel et un algo de navigation.

@ESA_JUICE Ci-dessous, des tests faits sur Terre avec des images simulées qui ont été mises devant la NavCam.
Mais voir les limbes des lunes ne suffit pas pour se localiser précisément. Il faut aussi parfaitement connaitre l'alignement absolu de la NavCam, par rapport aux étoiles.

@ESA_JUICE C'est pour ça que la NavCam doit aussi voir des étoiles alors même que la lune visée occupe une partie du champ de vue et surtout va éblouir toute l'image.
On a validé le concept en allant au Pic du Midi tester la NavCam sur notre Lune en plein mois de février.🥶
Et ça a marché !

@ESA_JUICE L'image ci-dessus (extraite de cette vidéo: ) montre un temps d'exposition court pour illustration, mais pour voir les étoiles il a fallu faire un temps d'exposition long où la Lune sur-saturait d'un facteur 5000 et bavait un peu partout dans l'image.

@ESA_JUICE Cette campagne vous laisse des souvenirs d'une vie: vous bossez sur tous ces algos et cette NavCam depuis des années, et là tout fonctionne du premier coup.
Avec des résultats meilleurs qu'attendus.😇
La NavCam utilisée au sol est aujourd'hui à l'ESOC et sert de doublure de test.

@ESA_JUICE Avance-rapide jusqu'en août 2024.
J'ai alors demandé à prendre plusieurs images avec la NavCam lors de LEGA, en particulier (sans surprise) les images des limbes lunaires et terrestres alors qu'on passait à côté, pour tester encore une fois le système.
Résultat : ci-dessous. 😍

@ESA_JUICE Ca a été l'occasion de tester la bonne réponse radiométrique de la caméra et la bonne correction automatique des défauts inhérents au capteur. Succès total.
Temps d'exposition au minimum (220µs), la caméra est faite pour des contrées sombres à 750 millions de km du soleil.

@ESA_JUICE J'avais analysé les opportunités de prises de vues du couple Terre-Lune après le survol Terre "LEGA". Une première fenêtre était possible les 25-26 août, mais difficile de prendre des images alors qu'on réalise des manœuvres de correction de trajectoire. Question de priorité.

Opportunité suivante le 9 septembre. On est plus loin mais ça fait l'affaire: on peut voir la Terre et la Lune.
Mais pourquoi avoir tellement envie de voir la Terre et la Lune, au-delà de faire un beau souvenir ?

Contrairement à la Terre qui a une atmosphère qui change tout le temps, la Lune est parfaitement stable et sert de phare fixe sur laquelle on peut se calibrer.
Et je voulais la Terre aussi pour qu'elle nous pourrisse le champ de vue avec de la lumière parasite.
📸EPIC DSCOVR

C'est ainsi que j'ai commandé 2 images avec un temps d'exposition court (220µs puis 660µs) pour évaluer la réponse radiométrique de la caméra sur la Lune.
La Terre est ici est jolie, mais n'était pas ce qui m'intéressait le plus.
Par contre il fallait une photo surexposée et donc

j'ai commandé cette image avec un temps d'exposition de 5s, soit surexposée d'un facteur 20.000 !

En poussant le gain on voit ce que j'espérais: plein d'étoiles sont visibles malgré la présence de lumière parasite qui bave partout. La qualité optique de la caméra est aussi bonne qu'on pouvait l'espérer ! Je vous épargne les analyses quantitatives.

Il ne vous aura pas échappé qu'il y avait aussi Uranus qui était présente dans l'image, je vous remontre la géométrie de prise de vue.
C'était purement opportun, elle allait juste être là, c'est comme ça, et j'étais bien content d'avoir cette intruse dans notre FoV de 4°.

Quant à savoir où est Uranus, je vous donne la réponse ci-dessous, elle n'est pas résolue de toute façon et ne ressemble à rien d'autre qu'à une étoile de magnitude 5.
Elle est 500x plus loin que la Terre et la Lune, 2.9 milliards de km vs 5.7 millions de km.

Quelques liens pour en savoir plus:
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- az659834.vo.msecnd.net/eventsairweste…
esa.int/Science_Explor…
sci.esa.int/web/juice/-/61…

Donc voilà, j'ai pas forcément tendance à me sentir fier des choses que je fais, mais là c'est le cas.
Des images de survol de Lune, des algos qui marchent, une caméra nickel et une photo magnifique de la Terre et la Lune avec Uranus en arrière-plan.
Une bonne semaine au boulot.

Un grand merci à toutes les équipes de l'ESA d'avoir pu rendre ça possible, remerciement que font aussi les équipes scientifiques qui ont pu profiter de ce pointage vers la Terre pour eux aussi tester leurs instruments. Les images sont magnifiques.
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