Solar Orbiter

Solar Orbiter est un projet de satellite d'observation du Soleil de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) développé avec une participation de la NASA. Solar Orbiter est une des trois missions scientifiques de taille moyenne (M-Class) du programme Cosmic Vision. À l'issue du processus de sélection, qui l'oppose aux projets PLATO et Euclid, Solar Orbiter est sélectionné en octobre 2011 avec Euclid. Son lancement est planifié en 2017^[1]. Solar Orbiter doit être lancée par une fusée de type Atlas V.

Solar Orbiter doit réaliser des observations à haute résolution des régions polaires du Soleil, difficiles à observer depuis le plan de l'écliptique (et donc depuis la Terre). Solar Orbiter circulera sur une orbite autour du Soleil, en passant à son périgée à une distance de 45 rayons solaires (0,22 AU). La mission doit durer en tout 9 ans.

Contexte

Plusieurs satellites scientifiques dédiés à l'étude du Soleil dont six construits en Europe depuis le début des années 1990 (Ulysses, SoHO, Cluster) ont permis d'effectuer de nombreuses découvertes sur notre astre. Mais le Soleil présente toujours de nombreuses inconnues. Avec les éléments dont ils disposent les scientifiques ne parviennent notamment toujours pas à comprendre et anticiper les changements qui affectent le Soleil alors que ceux-ci ont des répercussions sur la Terre et l'activité humaine^[2].

Objectifs scientifiques

Les objectifs scientifiques de Solar Orbiter sont ^[3] :

• Déterminer in-situ les propriétés et la dynamique du plasma, des champs et des particules dans l'héliosphère proche du Soleil ;
• Étudier les caractéristiques à faible échelle de l'atmosphère magnétisée du Soleil ;
• Identifier les corrélations entre l'activité à la surface du Soleil et l'évolution de la couronne et de l'héliosphère interne. A cet effet le satellite effectuera des passages en co-rotation avec le Soleil ;
• Observer et caractériser les régions polaires et la couronne équatoriale du Soleil depuis les hautes latitudes.

Caractéristiques techniques

Solar Orbiter est un satellite stabilisé 3 axes d'une masse d'environ 1666 kg dont 180 kg d'instruments scientifiques. Il dispose d'un bouclier qui lui permet de résister au fort rayonnement solaire qu'il doit subir lorsqu'il passe au plus près du Soleil (périhélie). Solar Orbiter reprend de nombreux éléments de la sonde européenne BepiColombo en cours de développement qui doit se placer en orbite autour de Mercure et qui doit également faire face, mais dans une moindre mesure, à des températures élevées liées à la proximité du Soleil.

La sonde emporte 10 instruments scientifiques dont certains effectuent des observations sur le milieu dans lequel se trouve le satellite (in situ) et d'autres effectuent des observations à distance (télédétection)^[4],[5] :

Instruments d'observation in situ :

• L'Analyseur de vent solaire WWA (Solar Wind Analyser) est constitué d'une série de capteurs qui mesurent la densité, vitesse et températures de ions et électrons du vent solaire. L'instrument est fourni par le Mullard Space Science Laboratory (Royaume-Uni).
• Le Détecteur de particules énergétiques EPD (Energetic Particle Detector) mesure les propriétés des particules suprathermiques et énergétiques. Cette expérience est développée par l'Université d'Alcala (Espagne).
• Le Magnétomètre MAG (Magnotemeter) mesure le champ magnétique généré par le Soleil. Cette expérience est fournie par l'Imperial College London (Royaume-Uni).
• L'Analyseur d'ondes radio et plasma RPW (Radio and Plasma Wave analyser) mesure à la fois in situ et à distance les champs magnétique et électrique; L'instrument est fourni par le LESIA laboratoire de l'Observatoire de Paris (France).

Instruments de télédétection (observation à distance) :

• Le Polarimetric and Helioseismic Imager (PHI) mesure le vecteur du champ magnétique et la vélocité de la ligne de visé ainsi que l'intensité du continuum en lumière visible. L'appareil est fourni par le Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung (Allemagne).
• Le Full-Sun and High-Resolution Imager (EUI) produit des images des couches atmosphériques solaires au-dessus la photosphère. Il est fourni par la Belgique.
• L'Imageur Spectral de l'Environnement Coronal SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment) est un instrument optique fonctionnant dans l'ultraviolet extrême. Il est fourni par le Southwest Research Institute, Boulder (États-Unis).
• Télescope spectromètre rayons X STIX (X-ray Spectrometer/Telescope) fourni une spectroscopie image des émissions de rayons X solaires thermiques et non thermiques. . L'instrument est fourni par l'Institut d'Astronomie de Zurich (Suisse).
• Le coronographe METIS/COR (Multi Element Telescope for Imaging and Spectroscopy / Coronagraph) fournira des images en ultraviolet et lumière visible de la couronne solaire. Il est développé par l'Observatoire astronomique de Turin (Italie).
• L'Heliospheric Imager (SoloHI) est un instrument innovant qui doit fournir des mesures permettant de localiser les éjections de masse coronale. Il est fourni par l'US Naval Research Laboratory (États-Unis)

Déroulement de la mission

Le lancement de Solar Orbiter est planifié pour 2017 : il doit être placé sur sa trajectoire par un lanceur américain Atlas V 401 tiré depuis la base de Cape Canaveral. Pour atteindre l'orbite à partir duquel il effectue ses relevés scientifiques, Solar Orbiter décrit au préalable plusieurs orbites autour du Soleil en utilisant à plusieurs reprises l'assistance gravitationnelle de la Terre puis de Vénus. Il atteint son orbite de travail au bout de 3,4 ans. Sur cette orbite elliptique d'une période de 168 jours il s'approche au plus près du Soleil à 0,25 UA et une inclinaison de 25° progressivement portée à 35°. Au moment de ses passages au plus près du Soleil, le satellite, qui atteint sa vitesse maximale, survole durant plusieurs jours la même zone du Soleil compte tenu de la vitesse de rotation de celui-ci. Cette configuration permet au satellite d'observer le développement des tempêtes solaires. Au cours de la mission le satellite doit effectuer à plusieurs reprises des passages à faible de distance de Vénus pour accroitre son inclinaison ce qui lui doit permettre d'effectuer des observations des latitudes hautes de l'astre^[6].

Notes et références

Voir aussi

Liens internes

• Cosmic Vision
• Living With a Star
• BepiColombo

Liens externes

• site du CNES dédié à la mission
• (en)Site officiel
• (en) Spécifications fin 2009[PDF]

v · Pioneer 5 (1960)  · Orbiting Solar Observatory/OSO (1962-1975)  · Pioneer 6, 7, 8 et 9 (1965-1968)  · Sondes Helios (1974-1976)  · ICE (1978)  · SolarMax (1980)  · Ulysses (1990)  · Yohkoh (1991)  · GGS WIND (1994)  · SoHO (1995)  · ACE (1997)  · TRACE (1998)  · RHESSI (2002)  · Hinode (2006)  · STEREO (2006)  · Coronas-Photon (2009)  · Solar Dynamics Observatory (2010)  · Picard (2010)
Capture d'un échantillon	Genesis (2001)
Futures missions	Aditya (2012)  · Solar Probe Plus (2015) · Solar Orbiter (2017)  · Solar Sentinels (2017)
Annulées	Pioneer H
Voir aussi	Soleil
¹ Les dates indiquées sont celles de lancement

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