Satellites

La mission CLUSTER comporte quatre satellites instrumentés de manière identique. Une fois placée sur une orbite quasi polaire très elliptique (4 à 19.6 rayons terrestres du périgée à l'apogée), ils volent en formation en occupant les sommets d'un tétraèdre de dimension ajustable.

Chaque satellite pèse 1200 kg dont plus de la moitié de la masse est constituée d'ergols utilisés pour la mise à poste et le contrôle du vol en formation. Il se présente sous la forme d'un cylindre de 2,9 m de diamètre pour 1,3 m de haut.

Les satellites sont stabilisés par rotation, l'axe de rotation est perpendiculaire au plan de l'écliptique, la rotation est de 15 tours par minute.

L'alimentation en énergie est fournie par des cellules solaires reparties sur le pourtour du satellite (224 watts en fin de vie). La charge utile comporte 11 instruments destinés aux mesures de champ magnétique, d'ondes et de particules.

• La mesure du champ magnétique continu à l'aide de :
  
  • FGM: Flux Gate Magnetometer

• Une expérience active de mesure du champ électrique en utilisant la dérive d'un faisceau d'électrons :
  
  • EDI: Electron Drift Instrument

• 5 instruments pour les mesures d'ondes. Afin d'obtenir le retour scientifique maximum à partir des ressources disponibles à bord des quatre véhicules spatiaux, les expérimentateurs spécialistes des ondes ont constitué un consortium, WEC (Wave Experiment Consortium), qui gère les cinq expériences "ondes" conçues pour mesurer les fluctuations électriques et magnétiques présentes à l'intérieur des couches critiques de la magnétosphère terrestre.
  Les cinq instruments sont :
   
  
  • EFW: Electrical Field and Wave
  • DWP: Digital Wave Processing
  • STAFF: Spatio-Temporal Analysis of Field Fluctuations
  • WHISPER: Waves of HIgh frequency and Sounder for Probing the Electron density by Relaxation
  • WBD: WideBand Data

Les mesures électriques (champ continu et ondes) sont faites à l'aide de quatre antennes de 50 m de long. La France assure la construction du convertisseur d'alimentation de l'ensemble WEC, la maîtrise d'œuvre des instruments STAFF et WHISPER et la coordination technique des cinq expériences ondes.

• 3 instruments pour les mesures de particules
   
  
  • CIS: Cluster Ion Spectrometry
  • PEACE: Plasma Electron And Current AnalysEr
  • RAPID: Research with Adaptive Particle Imaging Detectors

La France elle est le maître d'œuvre de l'expérience CIS, consacrée à l'analyse des ions. Elle participe en outre à l'expérience PEACE, de maîtrise d'œuvre britannique, consacrée à l'analyse des électrons. RAPID mesure les particules de plus haute énergie.

• Une expérience de contrôle du potentiel du satellite par l'émission d'ions
  
  • ASPOC: Active Spacecraft POtential Control

La masse de la charge utile est de 72 kg et sa consommation de 47 watts. Une partie de cette charge utile utilise les services de deux mâts de 4,5 m de long afin d'éloigner l'expérience (mesure de champs magnétiques) du corps du satellite et de réduire les perturbations.

Les quatre satellites ont été lancés par paires avec deux lanceurs Russes Soyuz (via STARSEM), depuis le site de Baïkonour en Juillet et Août 2000.