The ionospheres of Venus and Mars are important components of the planet-space boundary that play a major role in atmospheric escape processes. Characterization of these regions reveals the physical processes that control them and provides a foundation for more detailed studies of chemistry, dynamics, and energetics. At both planets the ionospheres contain two layers: the main layer, which is formed by photoionization from extreme ultraviolet radiation (EUV, λ<120 nm), and the lower layer, which is formed by photoionization from soft X-rays (SXRs, λ<10 nm) and subsequent electron impact ionization. In this dissertation I investigate how the solar EUV and SXR irradiance controls these layers at Venus and Mars. First, I develop an empirical model of the ultraviolet (UV, λ<190 nm) solar spectrum as a function of F10.7, which is a commonly used proxy of the UV irradiance. I derive power-law relationships between F10.7 and the ionizing irradiance for five neutral species and show that the relationships are nonlinear. These relationships can be used to estimate the EUV irradiance when no solar spectrum measurements are available. Second, I show that the peak electron densities in the ionospheres of Venus and Mars are proportional to the square-root of the ionizing irradiance, which is in contrast to previous studies that have used F10.7 as their representation of the UV irradiance. This finding ameliorates a discrepancy between theory and observations and is in agreement with the prediction that dissociative recombination is the main ion loss mechanism near the ionospheric peaks at Venus and Mars. Third, using a numerical model and electron density profiles from Venus Express, I examine the behavior of the peak altitude, peak density, and morphology of the lower layer at Venus. I show that the peak altitudes and densities in the lower and main layers vary similarly with solar zenith angle (SZA). This implies that neutral and electron thermal gradients at these altitudes vary little with SZA. I also show that, compared to the main layer, the lower layer morphology and peak density varies more over the solar cycle due to the hardening of the solar spectrum.

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Thesis--Zürich. / Vita. Includes bibliographical references.

Denna artikel handlar om hur Design fiction kan användas för att skapa en visuell informativ video till unga. Förutom det handlar denna artikel om den tekniska vägen till att få en 3D animation som både kan visas i en domteater, VR 360o bild och platt skärm. Sedan är det en analys på både bilderna rent tekniskt där 3D bilderna visas på många olika medier som ger en validitet till resultatet. Förutom det har denna artikel en guide till det “best practices” för en domteater och vad du som designer ska tänka på när du ska göra ett projekt till en domteater. Läsaren ska vara medveten om att det kan finnas variabler i dessa “best practices” beroende på domteater, som inte tas upp i denna artikel. Artikeln handlar även om det tekniska utmaningar av att arbeta med 3D grafik och deras lösningar och farhågor. 3D grafik har gett undersökningen många förmågor men också många utmaningar på grund av det medium som har valts. / This article is about Design fiction and how it can be used to create a visual informative video for younger people. The article also describes the process to create a 3D graphic animation that can be shown in a theatre dome, VR 360o video as well as a normal computer screen. There is also an analysis of the technical achievement where the 3D rendered images can and are shown in different mediums as described above, it gives the project a certain validity. There is also a general “best practice” guide to how a production can be done for a dom theatre however keep in mind that there may be variables depending on the dom theatre that are not highlighted in this article. The article also describes the technical challenges and opportunities that come with working with 3D graphics, and as such can give a reader advice on what to avoid and do in such projects.

The profusion of observational data made available by the Venus Express and previous space missions, increases our need to develop numerical tools to interpret the data and improve our understanding of the Venus meteorology. The main objective of this work is to develop an improved Venus general circulation model and to study the most likely mechanisms driving the atmosphere to the current observed circulation. Our new model is an extension of a simplified version and includes a new radiative transfer scheme and convection and an adapted boundary layer scheme and dynamical core that take into account the dependence of the heat capacity with temperature, at constant atmospheric pressure. The new radiative transfer formulation implemented is more suitable for Venus climate studies than previous works due to its easy adaptability to different atmospheric conditions. This flexibility of the model was very important in this work to explore the uncertainties on the lower atmospheric conditions such as the gas absorption and the possible presence of aerosols near the surface. The new general circulation model obtains, after long periods of integration, a super-rotation phenomenon in the cloud region quantitatively similar to the one observed. However, this phenomenon is sensitive to some radiative parameters such as the amount of the solar radiative energy absorbed by the surface and the amount of clouds. The super-rotation in the model is formed due to the combined influence of the zonal mean circulation, thermal tides and transient waves, and the main mechanisms involved are identified and studied. In this process the momentum transported by the semidiurnal tide excited in the upper clouds has a key contribution. These migrating waves transport prograde momentum mainly from the upper atmosphere to the cloud region. In this work we also explored the model parameters to gain a better understanding of the effect of topography, the diurnal cycle and convective momentum mixing. In general the results showed that: the topography seemed capable of sustaining stronger global super-rotation; without diurnal cycle the strong winds in the cloud region are not produced; the convective momentum mixing experiment did not lead to significant changes. A simple experiment done advecting the UV absorber in the atmosphere, qualitatively showed several atmospheric phenomena that are important for the distribution of clouds. Among them is the presence of a region of low permeability isolating the polar vortex. This last experiment also showed that when increasing the amount of UV absorption in the upper cloud region the winds get stronger. Following the interpretation of observational data using numerical models, we also used a simplified version of the general circulation model to assess the accuracy of zonal wind retrievals from measured temperatures using the cyclostrophic thermal wind equation in the Venus mesosphere. From this analysis we suggest a method which better estimates the lower boundary condition, and improves the consistency of the results at high latitudes when compared with cloud tracking measurements.

Les récepteurs Venus Kinase ou VKR forment un nouvelle famille de récepteurs tyrosine kinase découverts au laboratoire. Ces récepteurs sont caractérisés par une organisation atypique associant un domaine extracellulaire de type Venus Flytrap (VFT) similaire à ceux des récepteurs couples aux protéines G de classe C à un domaine Tyrosine Kinase (TK) intracellulaire similaire à celui du récepteur à l’insuline (IR). Cette famille est présente uniquement chez les invertébrés dont notre modèle d’étude, le parasite plathelminthe Schistosoma mansoni. Les travaux réalisées à ce jour suggèrent que ces protéines jouent un rôle dans le développement des stades larvaires et la reproduction sexuée. Mon travail de thèse s’est intéressé à l’étude de cette famille de récepteurs et comporte trois axes principaux. Le premier concerne la mise à jour phylogénétique de la famille des VKR. Une analyse approfondie des données génomiques récentes nous a permis d’étendre la présence des VKR à près de 50 espèces dans cinq phyla invertébrés. La présence d’un VKR chez le cnidaire Nematostella vectensis suggère une émergence du récepteur avant l’apparition des bilatéraliens. Des analyses phylogénétiques ont mis en évidence la monophylie de l’ensemble des récepteurs ainsi que des importants niveaux de conservation des motifs fonctionnels VFT et TK. Des analyses de modélisation du domaine de fixation au ligand suggèrent que la majorité de ces récepteurs puissent être activables par des acides aminés de type L-Arginine. La découverte de VKR chez Nematostella vectensis, Lottia gigantea ou Capitella teleta s’avère prometteuse dans la mesure où ces modèles se prêtent parfaitement à l’embryologie moléculaire, et pourraient être utilisés pour étudier la fonction des VKR dans l’embryogenèse.La deuxième partie de mon travail s’est intéressée à la caractérisation fonctionnelle de SmVKR1 et SmVKR2, les deux VKR de Schistosoma mansoni. En utilisant le modèle d’expression ovocyte de Xénope, nous avons pu dans un premier temps déterminer que SmVKR1 et SmVKR2 sont activables par plusieurs et différents L-acides aminés. L’identification de partenaires intracellulaires par un criblage en double hybride de levure nous a permis de déterminer de nouveaux et inattendus partenaires d’interaction, suggérant des fonctions dans l’activation de voies TK conservées, mais également dans le remodelage du cytosquelette ou la synthèse protéique. Si les deux récepteurs activent les voies Akt, S6K et Erk1/2, seul SmVKR1 est capable d’activer la voie JNK. Les profils d’expression ont été déterminés par hybridation in situ et, si les deux gènes s’expriment dans l’ovaire, la localisation des transcrits est clairement distincte avec une expression de SmVKR2 au sein des ovocytes immatures et de SmVKR1 dans les ovocytes matures. Enfin des expériences d’ARN interférence sont venues confirmer un rôle de ces récepteurs au sein de l’ovogenèse, la diminution d’expression entraînant des phénotypes délétères sur la croissance et ovocytes et la ponte des oeufs. L’étude des voies de signalisation SmVKR1 a été également été entreprise au laboratoire, mettant en évidence l’importance de la protéine adaptatrice SmShb dans l’induction de la voie JNK par SmVKR1. L’ensemble de des résultats suggère que SmVKR1 aurait une fonction dans la migration des ovocytes et/ou dans la reprise de méiose par l’activation de la voie JNK, tandis que SmVKR2 aurait un rôle plus précoce, dans la croissance et/ou la prolifération des ovogonies. Enfin la dernière partie de mon travail de these visait à determiner si les VKR peuvent être considérés comme des cibles thérapeutiques intéressantes en vue du développement de nouvelles drogues anti parasitaires. [...] / Venus Kinase Receptors (VKR) represent a new family of receptor tyrosine kinases discovered in the lab. These receptors are characterized by an atypical structure composed of an extracellular ligand binding domain called Venus Flytrap, similar to those of class C G- protein coupled receptors, and an intracellular Tyrosine Kinase domain, very close to those of Insulin Receptors. These proteins are exclusively found in invertebrate organisms including our lab model, the parasitic platyhelminth Schistosoma mansoni. Current data strongly suggest a function for these receptors in larval development and reproduction. My thesis project concerns the study of this receptor family and is divided into three parts:The first part consists in an update of the VKR family phylogeny. Analyses of recent genomic data have allowed us to extend the presence of VKR to 50 species present in five bilaterian phyla. The presence of one VKR in the early-branching metazoan Nematostella vectensis suggested that VKR arose before the bilaterian radiation. Phylogenetic and gene structure analyses showed that all receptors identified grouped monophyletically, and likely evolved from a common ancestor. Multiple alignments of tyrosine kinase (TK) and VFT domains indicated their important level of conservation in all VKRs identified up to date. We showed that VKRs had inducible activity upon binding of extracellular amino-acids and molecular modeling of the VFT domain confirmed the structure of the conserved amino-acid binding site.The second part of my thesis project concerns the functional characterization of SmVKR1 and SmVKR2, which are two VKRs of Schistosoma mansoni. Using the Xenopus oocyte model as a protein expression system, we have been able to determine that SmVKR1 and SmVKR2 are activated by distinct and different ligands. The identification of intracellular binding partners using yeast two hybrid experiments allowed us to determine unexpected interacting proteins, suggesting functions for SmVKRs in kinase signaling and cytoskeleton remodeling. If both receptors are able to activate Akt, S6K and Erk 1/2 pathways, only SmVKR1 triggers the activation of Jnk proteins. Expression patterns were determined by in situ hybridization and highlighted the presence of both SmVKR1 and smVKR2 transcripts in the ovary. However, their localization within the ovary is different, with SmVKR1 transcripts detected exclusively in the anterior part of the ovary while SmVKR2 transcripts were found in the posterior part that only contains immature oocytes. RNA interference experiments further confirmed the importance of SmVKR proteins in oogenesis, since the knockdown of every gene led to the appearance of deleterious phenotypes in the ovary. Taken together, all these results strongly suggest that SmVKR1 could be involved in meiosis resumption or ovulation through JNK activation, while SmVKR2 would have an earlier function in the growth and/or proliferation of oogonies. Finally, the last part of my project concerned the assessment of VKR as a chemotherapeutic target. Taking advantage of the similarity between the catalytic domains of S. mansoni insulin receptors (SmIR1 and SmIR2) and Venus Kinase Receptors (SmVKR1 and SmVKR2), we studied the possibility to fight schistosomes by targeting simultaneously the four receptors with a single drug. We analyzed the potential of several IR and RTK inhibitors to inhibit kinase activities of both SmIR and SmVKR kinase domains recombinantly expressed in Xenopus oocytes. Among the different compounds tested, tyrphostin AG1024 emerged as the most potent inhibitor towards the four receptors. In vitro experiments then demonstrated that treatment with AG1024 led to dramatic effects on the viability of larval and adult schistosomes as well as on the fertility of adult worms. We assume that AG1024 represents a valuable hit compound for further design of anti-kinase drugs applicable to anti-schistosome chemotherapy.

Les émissions ultraviolettes des atmosphères de Vénus et de Mars, couramment appelées airglows, sont des phénomènes lumineux qui proviennent de relaxations d'atomes et de molécules passant d'un état excité à un état d'énergie inférieure. Ceux-ci nous renseignent sur les densités des constituants intervenant dans les réactions chimiques des atmosphères, ainsi que sur la dynamique des mésosphères respectives. Cette thèse traite de l'analyse détaillée de ces phénomènes dont le signal a été détecté entre 118 et 320 nm par les instruments SPICAV et SPICAM à bord des satellites Venus Express et Mars Express. Afin de bien comprendre le sujet abordé, les deux planètes, les différents airglows analysés et les instruments sont abordés dans une introduction constituant le premier chapitre de ce travail. Le chapitre 2 est consacré aux outils numériques qui servent à l'analyse et à la modélisation des airglows. Les trois chapitres suivants sont dédiés à leur caractérisation en intensité, à leur répartition en altitude et à leur localisation statistique. En particulier, nous étudions dans le chapitre 3 l'airglow de la molécule NO présent dans l'atmosphère nocturne de Mars à l'aide des données provenant de l'instrument SPICAM. Dans ce chapitre, nous utilisons un modèle chimique et diffusif unidimensionnel afin de confronter la théorie aux observations. Dans le chapitre 4, la même émission provenant de l'atmosphère de Vénus est analysée à l'aide du modèle unidimensionnel et des données enregistrées par l'instrument SPICAV. Les émissions de CO Cameron et du doublet CO2+ de l'atmosphère éclairée de Mars sont abordées dans le chapitre 5 à l'aide des données SPICAM. Ces émissions sont également comparées à un modèle stochastique afin de quantifier leurs processus de formation. Le chapitre 6 expose quelques perspectives de travail qui concernent ces phénomènes et qui permettrons à l'avenir d'acquérir de nouvelles informations à partir des données récoltées par SPICAV et SPICAM. Finalement, nous concluons en rassemblant les résultats clés des trois chapitres formant le corps principal de cette thèse.

Vénus, deuxième planète du système solaire, souvent appelée sœur de la Terre, car présentant des caractéristiques de taille et de masse similaires, est fort différente de notre planète. En effet, son atmosphère est beaucoup plus dense et dynamiquement active que celle de la Terre. Dans ce travail, nous nous concentrerons sur la région s'étendant de 70 km à 180~km d'altitude : la mésosphère et la basse thermosphère. SOIR, acronyme de Solar Occultation in the InfraRed, est un instrument russo-franco-belge embarqué à bord de la mission Venus Express de l'Agence Spatiale Européenne. Il utilise un réseau à échelle comme élément diffractant. La plage de nombre d'onde mesurable par SOIR s'étend de 2200 cm-1 à 4400 cm-1, ou 4.3 µm à 2.2 µm en longueur d'onde. Les ordres de diffraction utiles varient de 101 à 194. Un filtre acousto-optique - AOTF - est utilisé comme passe-bande pour sélectionner les ordres de diffraction. La résolution de l'instrument varie de 0.13 à 0.24 cm-1. Du fait d'un temps de développement raccourci, presque toutes les calibrations de l'instrument ont dû être réalisées en vol. Elles comprennent les calibrations relatives au réseau à échelle (angle exact de Blaze et fonction de Blaze), au détecteur (non-uniformité pixel à pixel, courbe de sensibilité spectrale, relation entre les pixels et les nombres d'onde, résolution de l'instrument, intervalle d'échantillonnage spectral, rapport signal sur bruit, background thermique) et à l'AOTF (relation entre la radio-fréquence d'excitation de l'AOTF et les nombres d'onde, fonction de transfert de l'AOTF). L'approche et la réalisation de ces différentes calibrations sont présentées dans le présent travail. Les caractéristiques de l'instrument y sont également décrites. Un algorithme d'inversion spectrale a été développé pour le cas spécifique de SOIR. Tenant compte du mode de mesure, l'occultation solaire, la méthode de la pelure d'oignons a été implémentée dans un algorithme dit de l'Estimation Optimale. Cette méthode permet d'inverser l'ensemble des mesures spectrales en une fois, et également d'en tirer d'autres informations, comme l'amélioration de certaines caractéristiques instrumentales. Les paramètres qui sont ajustés au sein de l'algorithme sont la densité de la ou des espèces absorbant dans la région spectrale concernée, la température, les paramètres de la ligne de base, qui permettent de déterminer les caractéristiques des aérosols, le déplacement Doppler des raies qui trouve principalement son origine dans la vitesse de déplacement du satellite, et l'amélioration de certaines calibrations. Une étude de sensibilité des différents paramètres de l'algorithme est également présentée, ainsi qu'une évaluation des erreurs instrumentales systématiques. Dans l'ensemble des spectres enregistrés durant les 4 premières années de la mission, des profils verticaux de CO2, CO, H2O, HDO, SO2, H2SO4, HCl et HF ont été obtenus. Des valeurs limites de densité de OCS, H2CO, O3 et CH4 ont également été calculées. Les résultats concernant le dioxyde de carbone sont développés dans le texte. Des profils verticaux de CO2 s'étendant de 70 km à 180 km d'altitude sont analysés en profondeur. Ils sont comparés aux profils dits hydrostatiques, et des hypothèses quant à la dynamique agissant au niveau des deux terminateurs de Vénus sont formulées. / Venus, second planet of the solar system, is often seen as the sister planet of the Earth. In terms of size and mass, they are indeed very similar, but the Venus atmosphere is much thicker and active. The altitude region extending from 70 km to 180~km is studied in this thesis, namely the mesosphere and the lower thermosphere. SOIR, which stands for Solar Occultation in the InfraRed, is a Russian / French / Belgian instrument flying on board of the Venus Express (VEX) spacecraft of the European Space Agency. The diffracting device of SOIR is an echelle grating. The wavenumber region studied ranges from 2200 cm-1 to 4400 cm-1, or 4.3 µm to 2.2 µm in wavelength. The diffraction orders used with SOIR vary from 101 to 194. To select the required echelle grating diffraction order, an Acousto-Optical Tunable Filter - AOTF - is located after the entrance slit of the instrument. The instrument resolution varies from 0.13 to 0.24 cm-1. SOIR was developed in a very short time. Thus, virtually all the calibrations had to be made in-flight. These concern the echelle grating (exact Blaze angle computation, Blaze function), the detector (pixel-to-pixel non-uniformity, spectral sensitivity curve, pixel-to-wavenumber relationship, instrument resolution, spectral sampling interval, signal-to-noise ratio, thermal background) and the AOTF (wavenumber to AOTF frequency relation, AOTF transfer function). The procedure for and the computation of these calibrations are described in this work, as well as the instrument characteristics. A spectral inversion algorithm was developed specifically for the SOIR measurement technique: the solar occultation. The onion peeling method is implemented using the Optimal Estimation Method. It allows the inversion of the spectral data in one go, and also the enhancement of some instrumental characteristics. The algorithm variables are the densities of the species absorbing in the diffraction order, the temperature of the atmosphere under study, the spectral background parameters, that allow the determination of the Venus aerosols characteristics, the Doppler shift (mainly linked to the shift induced by the satellite displacement), and the improvement of some instrumental calibrations. A sensitivity study on the algorithm parameters is also presented, and the instrumental systematic errors are investigated. Vertical profiles of CO2, CO, H2O, HDO, SO2, H2SO4, HCl and HF are derived from the spectra measured during the first 4 mission years. Upper limits on OCS, H2CO, O3 and CH4 have also been calculated. We focus on the carbon dioxide results in the present study. A selection of vertical profiles extending from 70 km to 180 km are analyzed in details. They are compared to the hydrostatic profiles, and propositions concerning the terminators' dynamics are formulated.

<p>This dissertation presents a study of the Aphrodite Anadyomene type in its cultural and physical contexts. Like many other naked Aphrodites, the Anadyomene was not posed to conceal the body, but with arms raised, naked and unashamed, exposing the goddess' body to the gaze. Depictions of the Aphrodite Anadyomene present the female body as an object to be desired. The Anadyomene offers none of the complicated games of peek-a-boo which pudica Venuses play by shielding their bodies from view. Instead, the goddess offers her body to the viewer's gaze and there is no doubt that we, as viewers, are meant to look, and that our looking should produce desire. As a type, the Anadyomene glorifies the process of the feminine toilette and adornment and as the goddess stands, naked and unashamed, she presents an achievable ideal for the female viewer.</p><p> The roots of the iconography of the Anaydyomene can be found in archaic Greek texts such as Hesiod's Theogony and Homeric Hymn from the eighth century B.C.E, as well as in paintings of women bathing on red figure vases from the fifth century B.C.E. The Anadyomene type provides a helpful case study to consider the ways that representations of Aphrodite were utilized. Consulting archaeological reports and detailed studies of display contexts make it possible to reconstruct and imagine the original settings for these kinds of works. The known findspots for representations of the Anadyomene can be grouped into four contexts: Graves, Sanctuaries, Baths and Fountains, and Houses. Small objects might have been seen, handled, and used daily that carried connotations and meanings which these ancient viewers would have brought to other more elite or public works.</p> / Dissertation