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Réseau de nouvelles stations BRAMS au Limbourg

Research Topic Chapter
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Dans le Limbourg, 7 stations de réception BRAMS 2.0 ont été installées en plus des 3 stations existantes. Elles contiennent du nouveau matériel (récepteurs, Raspberry Pi, GPSDO) dans le but d’augmenter la qualité des données BRAMS et de garantir les activités du projet à long terme. L’utilité de créer un réseau de stations BRAMS géographiquement proches les unes des autres est de détecter un grand nombre d’échos de météores communs, et d’utiliser les délais temporels entre leurs apparitions dans 6 stations (au moins) afin de retrouver la trajectoire du météoroïde correspondant.
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Le but : retrouver les trajectoires des météoroïdes.

Une méthode pour retrouver les trajectoires de météoroïdes avec les données BRAMS est basée sur les détections multiples de l’objet par différentes stations de réception. La méthode utilise les délais temporels entre le début des échos de météores à différentes stations synchronisées par des horloges GPS. Ces délais temporels sont la résultante du fait que l’onde radio reçue par une station est réfléchie essentiellement par un point de la trainée du météore le long de la trajectoire. La position de ce point est différente pour chaque station de réception et donc, les échos de météores débutent à des temps légèrement différents pour chaque station.

Un minimum de six stations est nécessaire pour que la méthode fonctionne. La probabilité pour un météoroïde de produire des échos de météore à six stations augmente fortement quand elles sont géographiquement proches les unes des autres (dans un rayon de ~ 30-40 kilomètres).

L’outil : un réseau de nouvelles stations de réception BRAMS

En 2020, afin de créer un premier réseau de stations pour tester la méthode, sept nouvelles stations ont été installées au Limbourg (y compris notre première station à l’étranger à Maastricht aux Pays-Bas), ce qui donne un total de 10 stations de réception. Ces nouvelles « stations de réception BRAMS 2.0 » utilisent du nouveau matériel afin d’améliorer la qualité des données BRAMS et d’assurer les activités à long terme du projet :

  • Les récepteur analogiques ICOM-R75 utilisés initialement sont maintenant remplacés par des récepteurs digitaux RSP2 avec une plus grande dynamique et sensibilité. Les premiers ont été utilisés depuis le début du projet mais commencent à avoir des pannes et ne sont plus produits.
  • Un système Linux est utilisé sur un Raspberry Pi à la place d’un système Windows opérant sur un PC, ce qui permet un contrôle plus facile du processus d’acquisition des données.
  • Un oscillateur discipliné par GPS est utilisé pour stabiliser la fréquence de l’oscillateur local du RSP2.

Raspberry Pi récepteur digital GPSDO horloges GPS
Matériel utilisé pour les stations de réception BRAMS 2.0 : un Raspberry Pi, un récepteur digital RPS2, un GPSDO et deux horloges GPS: une pour la synchronisation et une pour la stabilisation en fréquence

En résumé, les nouvelles stations sont moins chères, plus compactes, et fournissent une meilleure sensibilité, une plus grande dynamique et une meilleure stabilité en fréquence.

La méthode : utiliser une trajectoire connue fournie par le réseau optique CAMS-Benelux

CAMS-Benelux est un réseau de caméras optiques avec une grande sensibilité situé dans le Benelux. Les caméras CAMS permettent une détermination très précise des trajectoires et des mesures de vitesse pour les météores jusqu’à la magnitude +5. Le réseau comprend 4 caméras en Belgique gérées par l’IASB et les données sont analysées quotidiennement.

Pour cette application, les trajectoires provenant des données de CAMS-Benelux sont utilisées pour identifier les échos de météores dans les données des stations du Limbourg. Les délais temporels entre les échos de météores sont mesurés et introduits dans un ensemble d’équations non-linéaires pour retrouver la trajectoire et la vitesse du météoroïde. La solution est alors comparée à la trajectoire et la vitesse trouvées par CAMS pour estimer la précision de la méthode.

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Exemple préliminaire de reconstruction d'une trajectoire de météorite à l'aide de données BRAMS. Les trajectoires sont projetées au sol dans un système de coordonnées cartésiennes centré sur l'émetteur à Dourbes (Est-Ouest selon l'axe x et Nord-Sud selon l'axe y). Les points de réflexion spéculaire de toutes les stations BRAMS sont indiqués par des losanges. Les deux trajectoires, l'une mesurée avec des caméras CAMS (marron) et l'autre récupérée avec les données BRAMS (bleu), sont presque alignées.