Solar Probe Plus

Salut

Pour la première fois, une mission d’exploration spatiale va s’approcher à quelques millions de kilomètres de la surface de notre étoile.

Avec les observatoires spatiaux SOHO, STEREO ou SDO (Solar Dynamics Observatory), d’incroyables images nous parviennent de notre étoile. Les astrophysiciens disposent déjà de nombreux outils pour étudier le Soleil mais une future mission mise sur pied par la Nasa veut aller encore plus loin. Ou plutôt plus près… en envoyant une sonde dans les couches extérieures de l’atmosphère du Soleil, la couronne.

L’objectif de cette mission Solar Probe Plus est d’apporter de nouveaux éléments de réponses à deux grandes questions de la physique solaire : Pourquoi la couronne solaire est-elle des centaines de fois plus chaude que la surface de l’étoile ? Comment les vents solaires, qui soufflent sur tout notre système planétaire, sont-ils accélérés à des vitesses supersoniques?

A la surface du Soleil -la photosphère- la température moyenne est de 5.500°C. Juste au-dessus, dans la chromosphère qui correspond à la couche interne de son atmosphère, il fait entre 3.700°C et 7.800°C. Encore au-dessus, dans la couronne qui compose la couche externe de l’atmosphère, la température grimpe jusqu’à 2 millions de degrés! Pourquoi fait-il plus chaud à mesure que l’on s’éloigne de la surface? Ce "chauffage" de la couronne demeure un des mystères de la physique solaire.

C’est pour cela que la sonde Solar Probe Plus devra plonger dans la couronne solaire au cours de sa mission. A 25 reprises la sonde se trouvera à moins de 24,5 millions de km de la surface de l’étoile (soit 35 fois le rayon du Soleil). Par comparaison, la Terre se trouve à environ 150 millions de kilomètres du Soleil (distance définie comme l’unité astronomique (UA).

La Nasa prévoit même trois passages à seulement 6,5 millions de km du Soleil. La sonde va expérimenter des températures de plus de 1200°C ainsi que d’intenses radiations. Solar Probe Plus, pas plus grosse qu’une voiture, sera donc équipée d’un bouclier thermique de 2,7 mètres de diamètre qui protégera ses instruments et ses panneaux solaires lors de ses passages au plus près du Soleil.

Solar Probe Plus sera lancée au plus tard en 2018. L’agence spatiale américaine vient de sélectionner cinq projets d’instruments parmi plusieurs propositions soumises par des équipes de recherche. Les projets retenus prévoient par exemple d’obtenir une image en 3D de la couronne, de compter et de caractériser les particules de vents solaires ou encore d’étudier les champs magnétiques et les émissions radios qui traversent le plasma (gaz ionisé) de l’atmosphère solaire.

C’est en effet dans cette même couronne que serait accéléré le vent solaire, jusqu’à 700 km/h. Ce vent chargé de particules prolonge en quelque sorte la couronne solaire en baignant toutes les planètes du système solaire. Même s’il est dévié par le champ magnétique terrestre, il interagit avec celui-ci et provoque des perturbations. Les plus belles manifestations en sont les aurores polaires.

Les contours d’une telle mission, la première à s’approcher aussi près d’une étoile, ont été dessinés à la Nasa dès 1958 par un comité d’experts. Leurs recommandations ont nourri plusieurs projets d’études qui n’avaient, jusqu’à présent, jamais abouti.


http://www.sciencesetavenir.fr/actualite/espace/20100907.OBS9522/solar-probe-plus-dans-la-couronne-du-soleil.html

Salut

Pour la première fois, une mission d’exploration spatiale va s’approcher à quelques millions de kilomètres de la surface de notre étoile.
Avec les observatoires spatiaux SOHO, STEREO ou SDO (Solar Dynamics Observatory), d’incroyables images nous parviennent de notre étoile. Les astrophysiciens disposent déjà de nombreux outils pour étudier le Soleil mais une future mission mise sur pied par la Nasa veut aller encore plus loin. Ou plutôt plus près… en envoyant une sonde dans les couches extérieures de l’atmosphère du Soleil, la couronne.

L’objectif de cette mission Solar Probe Plus est d’apporter de nouveaux éléments de réponses à deux grandes questions de la physique solaire : Pourquoi la couronne solaire est-elle des centaines de fois plus chaude que la surface de l’étoile ? Comment les vents solaires, qui soufflent sur tout notre système planétaire, sont-ils accélérés à des vitesses supersoniques?

A la surface du Soleil -la photosphère- la température moyenne est de 5.500°C. Juste au-dessus, dans la chromosphère qui correspond à la couche interne de son atmosphère, il fait entre 3.700°C et 7.800°C. Encore au-dessus, dans la couronne qui compose la couche externe de l’atmosphère, la température grimpe jusqu’à 2 millions de degrés! Pourquoi fait-il plus chaud à mesure que l’on s’éloigne de la surface? Ce "chauffage" de la couronne demeure un des mystères de la physique solaire.

C’est pour cela que la sonde Solar Probe Plus devra plonger dans la couronne solaire au cours de sa mission. A 25 reprises la sonde se trouvera à moins de 24,5 millions de km de la surface de l’étoile (soit 35 fois le rayon du Soleil). Par comparaison, la Terre se trouve à environ 150 millions de kilomètres du Soleil (distance définie comme l’unité astronomique (UA).

La Nasa prévoit même trois passages à seulement 6,5 millions de km du Soleil. La sonde va expérimenter des températures de plus de 1200°C ainsi que d’intenses radiations. Solar Probe Plus, pas plus grosse qu’une voiture, sera donc équipée d’un bouclier thermique de 2,7 mètres de diamètre qui protégera ses instruments et ses panneaux solaires lors de ses passages au plus près du Soleil.

Solar Probe Plus sera lancée au plus tard en 2018. L’agence spatiale américaine vient de sélectionner cinq projets d’instruments parmi plusieurs propositions soumises par des équipes de recherche. Les projets retenus prévoient par exemple d’obtenir une image en 3D de la couronne, de compter et de caractériser les particules de vents solaires ou encore d’étudier les champs magnétiques et les émissions radios qui traversent le plasma (gaz ionisé) de l’atmosphère solaire.

C’est en effet dans cette même couronne que serait accéléré le vent solaire, jusqu’à 700 km/h. Ce vent chargé de particules prolonge en quelque sorte la couronne solaire en baignant toutes les planètes du système solaire. Même s’il est dévié par le champ magnétique terrestre, il interagit avec celui-ci et provoque des perturbations. Les plus belles manifestations en sont les aurores polaires.

Les contours d’une telle mission, la première à s’approcher aussi près d’une étoile, ont été dessinés à la Nasa dès 1958 par un comité d’experts. Leurs recommandations ont nourri plusieurs projets d’études qui n’avaient, jusqu’à présent, jamais abouti.

http://www.sciencesetavenir.fr/actualite/espace/20100907.OBS9522/solar-probe-plus-dans-la-couronne-du-soleil.html

Salut

La NASA vient de sélectionner les instruments scientifiques qui équiperont Solar Probe Plus, première mission spatiale à pénétrer l'atmosphère du Soleil. Parmi eux figurent un récepteur radio proposé par le Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique (Observatoire de Paris, CNRS-INSU, Universités Paris 6 et Paris 7), dont les antennes électriques serviront de détecteurs géants d'électrons et de poussières, ainsi qu'un capteur magnétique développé au Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace (CNRS-INSU, Université d'Orléans, Observatoire des Sciences de l'Univers en région centre).

Les astronomes en rêvaient depuis le début de la conquête spatiale : explorer in situ la couronne du Soleil, source du vent solaire, ce plasma d'électrons et de protons qui baigne l'ensemble du système solaire et dont l'interaction avec notre planète gouverne la météorologie de l'espace et nous offre les aurores polaires. Nous avons exploré le système solaire jusqu'à sa frontière externe à plus de dix milliards de kilomètres, mais jamais la région interne, à intérieur de l'orbite de Mercure. Les astrophysiciens cherchent depuis des décennies la réponse à deux questions majeures :

* comment la température de la couronne peut-elle atteindre plus d'un million de degrés, alors que la surface visible du Soleil n'atteint pas 6 000°C ?
* comment le plasma du vent solaire est-il accéléré jusqu'à des vitesses supersoniques de près de 1 000 kilomètres par seconde ?

Ces questions concernent aussi de nombreuses étoiles qui possèdent une couronne chaude et un vent. Elles impliquent un problème fondamental de physique des plasmas encore non résolu : comment est transportée l'énergie dans ces milieux turbulents si éloignés de l'équilibre thermodynamique local ?

La sonde Solar Probe Plus, qui devrait être lancée en août 2018, ne sera pas plus grosse qu'une petite voiture et devra supporter des rayonnements intenses et des températures de plus de 1 000° C. Elle portera un bouclier thermique de nouvelle génération en carbone-carbone et céramique pour protéger ses instruments pendant les passages près du Soleil, à seulement 6,5 millions de kilomètres -moins de 10 rayons solaires.

La sonde portera quatre suites d'instruments, dont le consortium FIELDS, mené par le laboratoire spatial de l'Université de Californie, qui vient d'être sélectionné au terme d'une rude compétition. Cette expérience mesurera les champs électriques et magnétiques avec un récepteur radio et un capteur qui doivent être fabriqués respectivement au LESIA et au LPC2E et ce avec le soutien du CNES. Ces instruments, qui sont largement inspirés de ceux développés pour la mission Solar Orbiter de l'ESA, permettrons d'étudier in situ les électrons de la couronne solaire, les émissions radio, les ondes de plasma, les ondes de choc et la turbulence, ainsi que les grains de poussière. L'utilisation des antennes électriques comme détecteurs géants de particules est une méthode originale de mesure inventée et développée au LESIA avec le soutien du CNRS.

Solar Probe Plus portera aussi un télescope (NRL, USA) qui fera des images à haute résolution de la couronne), un détecteur de particules thermiques (SAO, Cambridge, USA), et un instrument mesurant les électrons et ions lourds énergétiques (SWRI, San Antonio, USA).

http://www.insu.cnrs.fr/co/univers/observer-modeliser/solar-probe-plus-deux-laboratoires-du-cnrs-selectionnes-sur-une-mission-s