Solar Orbiter: en savoir plus sur le soleil

Posted on 17/02/2020 by

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Le Monde de 12/02/2020

Pierre Barthélémy

ASTRONOMIE

La sonde, qui doit étudier notamment le vent solaire, sera la première à photographier les hautes latitudes de notre étoile, peu visibles depuis la Terre

Prévu pour le 6 février, puis pour le 8, le décollage de la sonde Solar Orbiter a finalement eu lieu lundi 10 février, depuis Cap Canaveral (Floride). Fruit d’une collaboration entre l’Europe et les Etats-Unis – qui ont fourni un des dix instruments scientifiques et la fusée Atlas-V-141 –, cette mission pilotée par l’Agence spatiale européenne (ESA) s’en va pour un long voyage d’étude du Soleil. Pour rejoindre l’orbite elliptique qui la fera par moments s’approcher à 42 millions de kilomètres de notre étoile – soit presque quatre fois moins que la distance Terre-Soleil –, Solar Orbiter doit d’abord honorer deux rendez-vous avec Vénus et un avec la Terre, afin de bénéficier de ce que les spécialistes du spatial nomment une « assistance gravitationnelle », un coup de pouce donné par la force de gravitation des planètes.

En novembre 2021, la sonde aura atteint son poste et sa mission pourra véritablement commencer, même si ses instruments auront déjà effectué quelques mesures pendant la première partie du périple. Contrairement à la sonde Parker Solar Probe de la NASA, partie en août 2018 et qui va « frôler » le Soleil en passant à seulement 6,2 millions de kilomètres de sa surface, Solar Orbiter restera à une distance raisonnable. Mais ce sera pour mieux le « regarder dans les yeux », résume Anne Pacros, responsable mission et charge utile pour l’ESA.

A la différence de sa cousine américaine, entièrement consacrée à la prise de données in situ à l’aide d’instruments protégés de la fournaise solaire par son bouclier thermique, la sonde européenne emporte plusieurs télescopes. « Quarante-deux millions de kilomètres, c’est la limite pour les optiques de ces télescopes, précise Anne Pacros. Ils fourniront les images du Soleil les plus proches jamais prises. » Pour ce faire, le bouclier thermique de Solar Orbiter, conçu pour résister à une température maximale de 520 °C, est équipé de plusieurs hublots. Chacun est recouvert d’un opercule pivotant, semblable à celui qui obture le judas d’une porte. Lorsque les télescopes devront épier et photographier le Soleil, ces opercules coulisseront pour dégager les hublots puis reviendront en place.

Trajectoire inclinée

Pour compléter cette télédétection de l’activité solaire, l’engin effectuera des mesures in situ, principalement du champ magnétique et des particules électriquement chargées que notre étoile souffle en permanence dans tout le Système solaire. Là aussi, il a fallu résoudre quelques casse-tête pour rendre le vaisseau « invisible » à ses propres instruments, explique Anne Pacros : « Pour ne pas troubler le magnétomètre, on a privilégié les matériaux non magnétiques et on a le moins d’aimants possible à bord. Pour le pointage du satellite, qui s’effectue à l’aide de roues à moment magnétique, on a encapsulé celles-ci dans un matériau qui empêche le champ magnétique de sortir. » De la même manière, les surfaces externes ont été traitées pour que l’électricité statique en soit évacuée, afin de ne pas perturber l’analyse des particules du vent solaire.

Les astrophysiciens espèrent mieux comprendre comment ce vent solaire se crée, s’accélère et se propage, en couplant les données enregistrées sur place aux images de la surface, mais aussi en mettant en regard les mesures de Parker Solar Probe avec celles de Solar Orbiter. « Les deux missions sont complémentaires, insiste Tahar Amari, directeur de recherche CNRS à l’Ecole polytechnique. L’une est très proche du Soleil mais un peu aveugle, l’autre est plus loin mais voit tout. » Les chercheurs comptent aussi sur ces deux sondes icariennes pour les aider à saisir les subtilités du champ magnétique solaire, grand maître de l’activité de notre étoile et de ses humeurs éruptives qui, dans les cas extrêmes, peuvent mettre à mal les satellites qui tournent autour de notre planète, voire les réseaux électriques terrestres.

Pour ce faire, Solar Orbiter a un dernier atout dans sa manche : au fil des ans, l’engin européen, dont le coût total s’élève à 1,5 milliard d’euros, adoptera une trajectoire de plus en plus inclinée par rapport à l’écliptique, le plan dans lequel évoluent les planètes. En 2027, il ira à 24 degrés au-dessus et en dessous de ce plan et cet angle devrait atteindre 33 degrés en 2030. Cette inclinaison lui permettra de devenir « la première sonde à photographier les pôles du Soleil », souligne Anne Pacros.

Un atout qu’a apprécié Tahar Amari dès 2002, date à laquelle il a commencé à s’intéresser à cette mission : « Cette possibilité de sortir du plan de l’écliptique est importante parce que beaucoup de choses dépendent de la connaissance du champ magnétique du Soleil aux hautes latitudes, que l’on ne peut voir d’où nous nous trouvons », explique-t-il, avant d’ajouter que les modélisateurs, dont il fait partie, « ont besoin des données solaires d’un pôle à l’autre. Grâce à Solar Orbiter, on va pouvoir faire le tri parmi les modèles existants du Soleil ». Et peut-être, enfin, comprendre les caprices de notre étoile.

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