Solar Orbiter
vendredi 7 octobre 2011, par Milan Maksimovic
Solar Orbiter est une mission de l’ESA qui permet de faire des progrès notables dans notre connaissance du Soleil et de l’Héliosphère interne en suivant simultanément les deux voies stratégiques suivantes :
- Mesures in-situ dans le vent solaire à des distances jamais atteintes auparavant avec une instrumentation dédiée (périhélie minimum prévu de 0.28 unité astronomique, à savoir entre 60 rayons solaires de la surface) ;
- Observations à distance du Soleil avec, entre autre, la meilleure résolution spatiale jamais atteinte (70 km/pixel).
Initialement proposée en 1998 dans le programme « Horizon 2000 + » de l’ESA, Solar Orbiter a finalement été sélectionnée le 4 Octobre 2011 par le Comité des Programmes Scientifiques (SPC) comme la première mission moyenne dans le cadre « Cosmic Vision » et ce pour un lancement en Mars 2017. Projet structurant d’un grand nombre de laboratoires de physique solaire et héliosphérique en Europe et au-delà, Solar Orbiter fédère l’ensemble des communautés SOHO et Ulysse dont elle regroupe les attentes scientifiques.
Vue d’artiste de la sonde Solar Orbiter
Objectifs scientifiques
Les objectifs scientifiques de Solar Orbiter couvrent un grand nombre des questions fondamentales de la physique du Soleil et de l’Héliosphère interne qui restent d’actualité. Ces questions sont :
- comment le champ magnétique émerge-t-il de l’intérieur et quel est son impact sur l’atmosphère solaire ?
- quels sont les mécanismes impliqués dans la formation de la couronne et du vent solaire ?
- quels sont les processus physiques expliquant l’activité éruptive du soleil ?
En ce qui concerne le vent solaire, la couverture héliocentrique inédite permettra d’aborder les problèmes de transport d’énergie dans ce milieu faiblement collisionel. Plus particulièrement, Solar Orbiter abordera le problème du « chauffage » du vent solaire, dont l’écoulement, à mi-chemin entre une expansion adiabatique et une expansion isotherme, demeure inexpliqué.
Solar Orbiter permettra également d’étudier les éruptions solaires, épisodes de libération brutale d’énergie à la surface du Soleil, et les injections de particules énergétiques qui y sont associées. L’orbite de la sonde permettra des périodes d’observation en co-rotation quasi-synchrone avec le Soleil. Ceci fournira l’occasion, grâce au couplage instrumental entre mesures in-situ et télédétection, de séparer, pour la première fois, les phénomènes spatiaux des phénomènes temporels.
La trajectoire de Solar Orbiter : inclinaison de l’orbite par rapport à l’écliptique
Après une première phase d’environ 4 ans d’observations depuis le plan de l’écliptique, des phasages gravitationnels avec Vénus permettront à Solar Orbiter de sortir de ce plan et de procéder à des observations à hautes latitudes (jusqu’à environ 30°) du Soleil et du vent solaire. Cette phase de la mission sera propice à des mesures d’héliosismologie locale et d’observation des trous coronaux polaires, sources du vent solaire rapide.
L’instrument RPW
L’expérience Radio and Plasma Waves (RPW) a été proposée par un consortium international conduit par le LESIA (PI : M. Maksimovic, chef de projet : M. Dekkali) en réponse à l’appel à d’offre de l’ESA pour Solar Orbiter. Les objectifs de cet instrument, permettant à la fois des observations in-situ et de télédetection (émissions radio solaires), sont de mesurer, d’une part les ondes électriques depuis le continu jusqu’à 16 MHz et d’autre part les ondes magnétiques depuis quelques Hertz jusqu’à 500 kHz.
| Laboratoire | Pays |
|---|---|
| LESIA, Observatoire de Paris | France |
| LPC2E, Orléans | France |
| LPP, Polytechnique | France |
| IRF, Uppsala & KTH, Stockholm | Suède |
| IAP & Astronomical Institute, Prague | République Tchèque |
| IWF, Graz | Autriche |
| University of California Berkeley (*lien scientifique avec Solar Probe Plus) | USA |
Le design et les performances de l’expérience RPW permettront pour la première fois des mesures très précises des champs électriques basse fréquence dans l’héliosphère interne, dans le vent ambiant ou bien au travers des chocs interplanétaires. A plus haute fréquence, la spectroscopie de bruit thermique fournira des mesures précises des densités et températures électroniques.
Les objectifs spécifiques de RPW sont :
- Champs électriques au travers de chocs et régions de reconnexion
- Dissipation de la turbulence aux petites échelles
- Rôle des instabilités électromagnétiques dans la régulation de l’anisotropie de température et du flux de chaleur
- Emissions radio solaires
Personnels du LESIA potentiellement impliqués sur RPW :
Equipe scientifique : M. Maksimovic (PI), O. Alexandrova, C. Briand, J.-L. Bougeret, B. Cecconi, K. Issautier, L. Klein, N. Meyer-Vernet, M. Moncuquet, F. Pantellini, N. Vilmer, A. Zaslavsky
Etudiants, Post-Docs : P. Henri, L. Lamy, G. Le Chat, L. Matteini
Equipe technique : M. Dekkali (Chef de projet), P.-L. Astier, G. Barbary, F. Chapron, Y. de Conchy, K. Boughedada, L. Gueguen, C. Guériau, I. Laglil, V. Leray, L. Malac-Allain, L. Mouysset, Q.-N. Nguyen, P. Plasson, D. Polizzi.
Pour plus d’information, voir la page Solar Orbiter de l’ESA.
