Revue dEvaluation de Projet ECLAIRs Phase A F' Ardellier

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Revue dEvaluation de Projet ECLAIRs Phase
AF. Ardellier
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Plan de la présentation

• 1. Définition du contexte
• 2. Organisation de la collaboration
• 3. Proposition de contributions techniques du
  DAPNIA
• 4. Description technique sommaire
• Charge utile ECLAIRs
• Unité de Traitement Scientifique M Mur
• ASIC de lecture des CdTe O Limousin
• 5.Eléments de Plan de développement
• 6. Estimations préliminaires
• Ressources humaines
• Eléments budgétaires
• 7. Conclusion

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CONTEXTE ACTUEL ECLAIRs

• ECLAIRs sinscrit dans la filière microsatellites
  Myriade du CNES
• Référentiel Myriade avec possibilités
  dadaptations
• Opportunité dembarquer la charge utile ECLAIRs
  comme passager du programme MEGHA-TROPIQUES sur
  un lanceur Indien PSLV (Polar Satelite Launch
  Vehicle)
• Lancement programmé fin 2008
• Paramètres dorbite définis
• Coût du lancement réduit
• Kick off meeting de la phase A 18 mai 2005
• Réunions préparatoires à la phase A
• Prise de contact pour mise en place phase A
  27/01/05
• Réunions de travail sur les thèmes suivants
• Pointage / Orbite 15/2/05
• Architecture électrique / logiciel 14/3/05
• Organisation Vidéoconférence le 31/3/05
• Architecture mécanique et thermique à définir
• Revue de fin de phase A janvier 2006

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Répartition des responsabilités dans Myriade
(données CNES)

• Le PI est responsable de la performance globale
• Le CNES assure la maîtrise duvre satellite et
  système ( lien entre le satellite et le segment
  sol)
• La Charge Utile
• Définit son architecture fonctionnelle en accord
  avec le CNES
• Assure ses approvisionnements (moyens dessais et
  de calibration) hors cas particulier
• Qualifie de manière élémentaire les équipements
  Charge Utile
• Pré qualifie la charge utile sur la plateforme
• Livre une CU intégrée et calibrée au satellite
• Le Satellite
• Assure lanalyse mécanique / aménagement et
  thermique globale (CU SL)
• Qualifie le satellite intégré
• Peut fournir le plateau Charge Utile

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Répartition des responsabilités dans la filière
Myriade (données CNES)

• Léquipe scientifique
• Définit les performances et les modes
  dexploitation de linstrument
• Développe puis exploite le centre de mission et
  de programmation Charge Utile avec un support (à
  définir)du CNES
• Stratégie de développement
• Recherche dun fonctionnement CU et PF découplé
  sur le plan fonctionnel
• Les échanges CU / PF sont réduits au minimum
• Les demandes de supports requis par la CU aux
  équipes CNES doivent être CLAIREMENT IDENTIFIEES
  ET DOCUMENTEES

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Rappel des objectifs de la phase A (données CNES)

• Définir les objectifs scientifiques et la mission
  PI CoI
• Identifier
• Les principaux éléments critiques
• Les technologies nécessitant un développement
  spécifique
• En intégrant les contraintes du projet, montrer
  que le système retenu satisfait les objectifs de
  la mission
• Définir au niveau système et sous système
• Les principales spécifications fonctionnelles et
  techniques
• Les allocations préliminaires (masse, puissance,
  données )
• Définir les éléments programmatiques
• Planning
• Budget
• Organisation
• Plan de développement préliminaire

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Documentation livrable en fin de phase A

• Scientifique
• Spécifications de la mission ECLAIRs
• Technique
• Rapport danalyse système
• Spécification Technique de Besoin préliminaire
  Charge Utile
• Trade Off de laménagement Charge Utile
• Demande de Justification de Design,
• Bilans préliminaires

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Objectifs phase A spécifiques la Charge Utile

• Répondre aux objectifs CNES
• Définir le périmètre des responsabilités entre le
  CNES et les laboratoires scientifiques
• Définir un schéma de régulation de la
  collaboration
• MOU ?

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Synoptique préliminaire du projet ECLAIRs
Mission ECLAIRs
Segment sol opérationnel
Charge utile sol Télescope visible
Charge Utile Embarquée
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Synoptique de lunité de détection X, Gamma
ASIC CEA
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Proposition dorganisation de la collaboration en
avril 2005
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Proposition de contributions techniques étudiées
au DAPNIA

• A définir au cours de la phase A
• 1. Maîtrise duvre de la Charge Utile
  Scientifique de la mission (CU embarquée CU
  solCentre de Mission scientifique) ? DAPNIA
• 2. Architecture système de la charge utile
  embarquée étude, coordination, AIV,
  calibration, analyse fonctionnelle ? SAp
• 3. Responsable de létude, la définition, et la
  réalisation de lUTS ? SEDI
• 4. Etudes, développement, réalisation et
  fourniture des ASICs de la caméra X, Gamma? SEDI
  / Sap
• 5 Structure porteuse des modules de détection,
  et de lensemble cône, masque codé et drain
  thermique ? SAp
• 6. Responsabilité du centre de mission segment
  sol? SAp non évalué au cours de cette REP
• 7. Prospection sur la possibilité de prendre un
  WP de Contrôle Commande sur les caméras visibles
  ? SIS non évalué au cours de cette REP

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Description des solutions techniques étudiées en
phase A

• ASICs de lecture des détecteurs (Ide IDeF-X V2.e)
• O. Limousin
• Unité de Traitement Scientifique (UTS)
• M. Mur

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IDeF-X V2.eImaging Detector Front-endO.
Limousin, E. Delagnes, O. Gevin et F. Lugiez, .
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IDeF-X Un fruit de la RD CdTe SAp/SEDI - CNES
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IDeF-X pour la spectroscopie
Seuil Bas 3 keV
1.5 keV FWHM
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Plan de développement IDeF-X
Analogique
IDeF-X V0 10 PAC BUFFER Tests techno (trans,
diodes, )
2003
FAIT
IDeF-X V1.0 / 1.1 PAC SHAPER BUFFER 16 voies,
struct. parallèle LTH 4 keV
2004
2005?2007
A/N LSL
Diodes Schottky
IDeF-X V2.X Structure parallèle 32 voies PAC
SHAPER LSL mux. Analogique Contrôle et ADC
externe
IDeF-X V2.e 16 ou 32 voies parallèles Slow
control
2005
A/N LSL/HSL
IDeF-X V3 Structure parallèle 32 Echantillonnage A
DC rapide
2006
CZT ou Schottky 0.5 à 6 mm
CZT 6 à 10 mm
ECLAIRS
2007
IDeF-X LE/HE
SIMBOL-X
(MAX !)
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EGCU/UTSFonctionsTâches DAPNIA pour phase A
M. MUR
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EGCU/UTS Fonctions

• Gestion des sous-systèmes
• Initialisation, séquence, monitorage,
  diagnostics, exceptions
• Acquisition des modules de détection X-Gamma
• Fourniture au sol de la direction de pointage du
  satellite (VHF)
• Utilisation des données du senseur stellaire
• Détection et traitement de sursaut
• Comptage par bandes dénergies, déclenchement
  pour signal fort (t0)
• Intégration puis déconvolution dimage
• tâche de fond, re-synchronisée si t0
• Identification de sources connues / catalogue
• Déclenchement sur apparition source
• Ajoute détection signal faible
• Localisation et signalisation du sursaut
• Date, position et boîte derreur, etc.
• Mise en format et transmission (VHF)
• Mémorisation pour attente visibilité bande X
• Mémo continue du bruit de fond photon par photon
• science secondaire, monitorage
• Mémo des données autour du(des) sursaut(s)

M. MUR
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EGCU/UTS Tâches DAPNIA en phase A

• Traitement
• Affinement de la stratégie de déclenchement
• Définition et évaluation des algorithmes
• Partitionnement matériel/logiciel
• Partitionnement système
• Répartition des tâches entre EGCU et UTS
• Gestion, mémorisation, transmissions EGCU
• Calculs scientifiques et déclenchement UTS
• Analyse fonctionnelle préliminaire pour logiciel
  EGCU
• Etudes dinterface
• Interfaces EGCU-UTS-Plan de détection
• Interface de données avec modules du plan de
  détection
• Intervalle de tamponnage, protocole transport,
  datation
• Contraintes aux radiations de la mission
  (ltdonnées Megha-Tropiques)
• Évaluations technologiques
• Alternatives technologiques pour le traitement
• Identification des cibles processeur potentielles
• Investigations sur FPGAs à processeur synthétisé
  (Xilinx QPro Virtex-II)
• Ligne de développement visée

M. MUR
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Identification des risques ( à définir en
phase A)

• Difficultés / Risques programmatiques associés à
  la responsabilité de la Maîtrise duvre de la
  charge utile
• Planning
• Coordination de laboratoire issus de dinstituts
  différents
• Élaboration dun MOU et proposition de
  fonctionnement avec un comité directoire composé
  de chefs de laboratoire
• Fourniture des ASICs de la caméra X, Gamma
• Planning actuel nautorise quun run unique !!!
• Dégradation des performances (seuil bas)
• Risques technologiques dencapsulation et
  dhybridation
• Consolider lanalyse de risques système au cours
  de la
• phase A
• Tenue aux radiations
• Aucun test sur la tenue SEU et Latch-Up
• Unité de Traitements Scientifiques
• Faisabilité algorithme choix techno

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Planning, jalons, plan de développement
Objectif Fournir une charge utile
microsatellite, qualifiée et testée en
environnement, calibrée au CNES mi 2008

• Quelques données de planning
• Cadence requise pour livrer le plan de détection
  intégré début 2008 2 / mois
• Choix des détecteurs mi 2005 et commande début
  2006
• Lancement du run unique des ASICs ECLAIRs
  janvier 2006
• OBJECTIF DE LA PHASE A
• consolider un plan de développement

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Evaluation des ressources humaines (phase A)
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Projection de lévaluation des ressources pour la
réalisation
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Éléments de budget

• Coût type des missions 25,5 M Euros
• Satellite 8,8 M Euros
• Lancement 2,4 M Euros
• Système Sol 1,3 M Euros
• Charge Utile Centre de Mission Scientifique 5
  M Euros
• RH CNES 5 M Euros
• Phase A ECLAIRs budget CNES / Myriade alloué
• Environ 150 kEuros pour les laboratoires
  (investissements missions)

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Conclusion

• L engagement du DAPNIA dans un projet de type
  microsatellite est nouveau
• Possibilité dentorse au déroulement académique
  dun projet spatial type ESA
• gt Phase A courte et ambitieuse possible
• Avec lopportunité MEGHA-TROPIQUES, le planning
  sannonce très tendu!