6.2.1 L'instrument ACRIM

Ce système fait parti de la nouvelle génération de cavités auto-calibrées électriquement développées par le JPL (Jet Propulsion Laboratory) dans le milieu des années 60 (pour une revue du développement de cette génération d'instruments et des résultats obtenus voir Willson 1984).

L'instrument ACRIM est constitué de trois cavités radiométriques (ou pyrhéliométriques) indépendantes, électriquement auto-calibrées, qui absorbent l'irradiance solaire sur un domaine du spectre allant de l'ultraviolet lointain à l'infrarouge lointain avec une efficacité uniforme (Willson et Hudson 1988). La valeur mesurée du coefficient d'absorption est : (0,99942 0,00002) (Stix 1991). La chaleur générée par l'absorption de radiations solaires dans la cavité est comparée à celle produite par la dissipation d'une quantité de puissance électrique connue. Les trois radiomètres opèrent à des fréquences différentes : le premier suit le Soleil de façon continue, le second calibre la dégradation du premier environ une fois par mois et le troisième est utilisé de temps en temps en comparaison des deux premiers et fournit ainsi un dernier contrôle de la dégradation des instruments. Les mesures se font sur un temps de base de 131,072 s, 50 %de ce temps étant consacré à une observation solaire. Durant chaque orbite de 96 minutes, 55 minutes continues de données sont ainsi acquises, ce qui fournit de l'ordre de 400 valeurs moyennes par jour (Fröhlich et al. 1991). Cet instrument fournit la valeur de l'irradiance totale avec une précision absolue de l'ordre de 0,2 %mais sa sensibilité, c'est-à-dire sa capacité à détecter des variations, est bien supérieure. La précision absolue de ces radiomètres dépend de la précision sur l'aire de l'ouverture (par laquelle les radiations solaires pénètrent dans la cavité) et du nombre de déviations possibles par rapport à un comportement idéal telles que la non équivalence entre le chauffage radiatif et électrique, l'absorption de la cavité, l'influence de la dispersion lumineuse et de la diffraction, et enfin la linéarité et calibration des mesures de la puissance électrique. La déviation standard de chaque moyenne orbitale peut être aussi faible que 0,001 %et la précision d'une mesure journalière est inférieure à 0,002 %(Willson 1984).

Le satellite Solar Maximum Mission était stabilisé sur trois axes et pointait par conséquent vers le Soleil avec une remarquable précision jusqu'à ce que ce système de pointage tombe en panne à peine un an après les premières mesures (en décembre 1980). SMM fut alors placé dans un mode de rotation tel que la ligne de visée précise fut remplacée par un cône, aux bords mal définis, de 10 autour de celle-ci (Willson et Hudson 1988). L'instrument ne mesurait que lorsque le Soleil passait dans son champ de vision. Ce mode d'opération diminua la quantité des mesures à une centaine par jour et la sensibilité de l'instrument fut réduite à 0,01 %. Par ailleurs, l'altération du mode opératoire produisit un décalage des résultats de 0,12 %. L'amplitude de ce décalage peut être évalué par comparaison avec les données précédent et suivant ce mode anormal de fonctionnement. En mai 1984, le système de pointage fut réparé par des astronautes de la navette spatiale Challenger et l'instrument retrouva dès lors sa sensibilité originale.