ACCÉLÉROMÈTRES SPATIAUX

3.  Les accéléromètres électrostatiques triaxiaux

Le principe de ces instruments est fondé sur la lévitation électrostatique, sans contact mécanique, de cette masse d'épreuve, dont les six degrés de liberté sont asservis immobiles par rapport à la cage. La mesure précise des potentiels électriques appliqués sur les électrodes et la masse permet de calculer les forces et couples électriques créés. La masse est également soumise au champ de gravité et présente la même accélération cinématique que la structure de l'instrument, rigidement fixée au satellite. En définitive, l'instrument fournit, selon les trois axes de l'espace, la différence entre l'accélération cinématique de son support et le champ de gravité en son centre. Les couples appliqués permettent d'en déduire également les accélérations angulaires, pour peu que la masse puisse être considérée comme sphérique du point de vue de son moment d'inertie.

Chacune des six voies d'asservissement correspondant aux six degrés de liberté est constituée d'un détecteur capacitif dont la résolution peut atteindre 10 picomètres (soit une valeur inférieure au rayon atomique), un actionneur électrostatique permettant d'appliquer des forces plus faibles que le piconewton (10^–12 newton, soit 1 millième de milliardième de newton, ou encore 1 dixième de milliardième de gramme-force), une loi de commande définissant la bande fréquentielle de fonctionnement de l'instrument et réglant continûment les potentiels électriques opposés appliqués sur les deux électrodes en regard de la masse.

Les performances sans égales de ces accéléromètres, qui peuvent permettre de mesurer le pico-g (1 millionième de micro-g), voir le femto-g (1 millième de pico-g), sont liées aux performances exceptionnelles des électroniques réalisant les fonctions mentionnées ci-dessus –  électroniques qui présentent un très faible bruit –, associées à la géométrie très précise et très stable du capteur, et en particulier de l'ensemble masse d'épreuve-électrodes. C'est la r […]