Ground calibrations of PHEBUS spectrometer onboard of BepiColombo mission

Probing of Hermean Exosphere by Ultraviolet Spectroscopy (PHEBUS) is a two channels spectrometer working in the Extreme Ultraviolet (EUV) and Far Ultraviolet (FUV) range. It will be onboard of ESA Bepicolombo mission and it is devoted to study the composition, the formation mechanisms and the dynamics of the Mercury exosphere. The instrument has French leadership but Russian, Japanese and Italian teams are involved in the project. In particular, the Italian team is responsible of the radiometric ground calibrations of the instrument. In this work an innovative approach to model the radiometric behavior of an optical instrument is described and applied to PHEBUS. The model obtained takes into account also the eects induced by the polarized light. We have found that, under specic conditions, the radiometric response can be divided into two main components: the eciency term which takes into account the eciency of each optical element and the geometrical parameter which takes into account the geometry of the instrument (eld of view, entrance pupil diameter, etc...). In additional to the theoretical model, the PHEBUS calibration activates carried out at the CNR-IFN UOS Padova laboratory are also presented. All activities are focused to determine and experimentally validate the PHEBUS radiometric model by using both an optical sub-system level and an instrument level measurements. In the sub-system level measurements, each optical component has been characterized in order to retrieve the instrument eciency. Instead, with instrument level measurements, the geometric parameters which aect the radiometric response as well as the instrument linear range and its spectral behavior can be experimentally determined: all these points will be fully described and the early experimental results presented.

Probing of Hermean Exosphere by Ultraviolet Spectroscopy (PHEBUS) è uno spettrometro a due canali che lavora nell'estremo ultravioletto (EUV) e nel lontano ultravioletto (FUV). Questo spettrometro sarà a bordo della missione ESA BepiColombo e si dedicherà allo studio della composizione, dei meccanismi di formazione e della dinamica dell'esosfera di Mercurio. Lo strumento è realizzato dalla Francia ma ad esso collaborano Russia, Giappone e Italia. In particolare, il team italiano è responsabile delle calibrazioni radiometriche a terra dello strumento. In questo lavoro, è descritto un innovativo approccio per modellizzare il comportamento radiometrico di uno strumento ed esso è applicato a PHEBUS. Questo nuovo modello consente di considerare anche gli e etti della luce polarizzata sulla risposta radiometrica dello strumento. E' stato trovato che, sotto determinate condizioni, la risposta radiometrica può essere divisa in due parti principali: il termine di efficienza che tiene conto dell'efficienza di ogni componente ottico e il parametro geometrico che tiene conto della geometria sica dello strumento (campo di vista, diametro della pupilla d'ingresso, ecc...). In aggiunta al modello teorico dello strumento, sono anche presentate le attività di calibrazione di PHEBUS che sono state svolte presso il laboratorio del CNR-IFN UOS Padova. Tutte le attività hanno lo scopo di determinare e validare sperimentalmente il modello radiometrico di PHEBUS utilizzando misure a livello dei sotto componenti ottici e dell'intero strumento. Con le misure a livello di sotto componenti, ogni componente ottico è stato caratterizzato allo scopo di determinare l'efficienza dello strumento. Invece, con le misure a livello di strumento, i parametri geometrici che condizionano la risposta radiometrica, il range di linearità dello strumento e il suo comportamento spettrale possono essere caratterizzati sperimentalmente: tutti questi aspetti verranno ampliamente descritti e i primi risultati sperimentali presentati.