Missions

Avec l’essor des projets d’utilisation de petits satellites en orbite proche Terre notamment dans les communications, le positionnement et les études du système Terre, la compréhension de l’environnement radiatif ambiant, produit par les particules énergétiques, devient un enjeu crucial, tant il peut impacter l’électronique embarquée. Cet environnement dépend fortement de l’activité solaire et de la réponse de la magnétosphère. Dans ce contexte, nous nous intéressons à sa caractérisation fine dans la région proche de la Terre et à la faisabilité de nouvelles mesures permettant une surveillance optimale du milieu.  

Ce sujet est proposé dans le cadre du projet PACTE-ESPACE (Physique ACTivE des particules énergétiques, des ondes, et de leurs interactions dans l’ESPACE proche Terre), financé par l’ANR ASTRID et impliquant le LPP, le CEA DAM, l’IRAP et Airbus DS. 

Le sujet comporte un volet d’analyse de données satellites et un volet instrumental qui seront menés de front. La répartition entre les deux activités sera adaptée selon le profil du candidat.  

Dans le premier volet, il s’agira d’analyser des observations multi-satellites d’émissions électromagnétiques de mode siffleur, parmi lesquelles les ondes issues des éclairs, les ondes "hiss" évoluant au sein de la plasmasphère et les ondes dites de chœur détectées à l’extérieur de la plasmasphère. A partir des observations, le/la candidat(e) réalisera des statistiques des propriétés des ondes à partir desquelles seront déduits des modèles empiriques. Pour ce faire, il sera possible d’utiliser des méthodes modernes d’apprentissage comme les réseaux neuronaux. Les analyses pourront être complétées par des observations de populations d’électrons énergétiques en lien avec les ondes observées pour comprendre soit les mécanismes de génération des ondes, soit les interactions ondes-particules. Les mesures des missions Cluster (ESA), THEMIS (NASA) et MMS (NASA) pourront être utilisées en lien avec les observations d’e-POP, des Van Allen Probes (NASA) et d’Arase (JAXA).  

Le second volet expérimental s’appuiera quant à lui sur la connaissance de l’environnement à mesurer, acquise grâce aux analyses réalisées, afin d’étudier la faisabilité de nouvelles mesures permettant de progresser dans la connaissance du milieu radiatif. Le/La candidat(e) cherchera à définir les caractéristiques des instruments ondes (mesures magnétiques et, si possible, électriques) notamment en tenant compte de l’espace réduit des petits satellites. Il/Elle définira ainsi la matrice des objectifs scientifiques, sa conversion en une matrice de spécifications techniques du/des instrument(s), la définition d’une matrice de risques et l’estimation du coût associé. Enfin, il/elle contribuera à établir un premier profil de mission adapté. 

Activités

Les activités incluent les aspects suivants : 
- Analyses statistiques de données spatiales ondes et particules 
- Réalisation de diagnostics (en python) 
- Elaboration de modèles empiriques des propriétés des ondes 
- Etude de la génération des ondes et/ou des interactions/ondes particules 
- Définition d’une instrumentation pour la mesure des ondes électromagnétiques à bord de petits satellites et étude d’un profil de future mission spatiale 
- Publications des résultats scientifiques.  

Compétences

- Le candidat devra avoir un diplôme de doctorat en physique des plasmas, physique spatiale, astrophysique, physique ou dans des domaines
connexes et avoir publié des articles scientifiques dans des revues à comité de lecture.
- Une expérience en programmation python et/ou en analyse de données spatiales in situ serait appréciée.
- Une bonne connaissance de l'anglais parlé et écrit est demandée, ainsi qu'un travail rigoureux et des capacités à travailler en équipe.

Contexte de travail

Le laboratoire de Physique des Plasmas est une unité de recherche du CNRS (~115 personnels), implantée sur le campus Pierre et Marie Curie de
Sorbonne Université (Paris-Jussieu) et sur le site de l'Ecole Polytechnique près de Paris accessible en métro (RER B). Il comprend des équipes
spécialisées en plasmas de fusion, plasmas froids et plasmas spatiaux. Le/La candidat(e) sélectionné(e) rejoindra l'équipe des “Plasmas Spatiaux” qui
est reconnue au plan international pour son expertise dans la réalisation d'instruments de mesures in situ des ondes et particules, l'analyse de
données et le développement de simulations numériques. Le poste est financé pour 1 an.