La sonde Parker a décollé : que peut-on attendre de cette mission tout près du soleil ?

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MISSION SPATIALE - La NASA, associés à plusieurs laboratoires français, lance ce dimanche une mission brûlante, dans l'atmosphère solaire. Les scientifiques espèrent mieux comprendre cet environnement spatial très instable, qui n'a jamais été observé d'aussi près.

Brillant, brûlant, réconfortant, aveuglant... La soleil est notre étoile et si la vie sur terre dépend de lui, les scientifiques n'ont pas fini de percer ses mystères. La sonde américaine Parker Solar Probe, dont le départ, retardé d'un jour, a été donné,  dimanche 12 août, depuis la base spatiale de Cap Canaveral aux Etats-Unis, veut se rapprocher le plus possible du Soleil et récolter de nouvelles données afin de mieux comprendre son atmosphère. Décollage imminent.

Une mission pour percer les mystères de l’étoile

Depuis les principales découvertes solaires des années 1940, les scientifiques ont considérablement approfondi leur connaissance de l’atmosphère du Soleil. Néanmoins, ces études se sont toujours faites à grande distance. La science n’a donc toujours pas réellement percé à jour les mécanismes à l’oeuvre au sein de la fameuse “couronne solaire”. 


Parker Solar Probe aura donc pour objectif d'étudier cette partie extérieure de l'atmosphère du Soleil, qui s'étend à plusieurs millions de kilomètres de lui. En orbite autour de l’étoile, la sonde spatiale fera ses observations en s’approchant progressivement de sa surface à mesure de l’avancée de sa mission, jusqu’à se trouver à 6 millions de kilomètres de la surface de l’astre. Ce qui à l’échelle spatiale est en réalité extrêmement proche, explique François Gonzalez, chef de projet pour la contribution technique française au Centre national d'études spatiales (CNES). Il rappelle également que “cela n’a encore jamais été fait, et sera un record en soit”.

Ce projet devrait ainsi déterminer la structure et l'évolution des champs magnétiques, des flux d'énergie ou encore du plasma. Des manifestations qui influent sur le vent solaire et la température très élevée de la couronne. Car c’est bien le grand mystère du soleil : l’illogique rapport de température entre sa surface et sa couronne. Contrairement au feu terrestre (dont la partie la plus chaude est au centre) la température augmente à mesure que l'on s'éloigne du Soleil, passant de 5.500 degrés à plusieurs millions. Et les scientifiques espèrent bien comprendre pourquoi !


Plus concrètement, l'enjeu est aussi de mieux prévoir la météorologie spatiale. En effet les conséquences des tempêtes solaires se font sentir jusque sur Terre, où elles peuvent perturber le fonctionnement du réseau électrique. En plus de provoquer des pannes dans les satellites qui orbitent autour de la planète ou encore de mettre en danger la vie des astronautes.

Des instruments à la pointe de la technologie

Lancée par une fusée Delta IV Heavy, Parker Solar Probe utilisera par 7 fois l'assistance gravitationnelle de Vénus afin d'atteindre la couronne solaire. En effet son parcours doit être irréprochable et sa vitesse particulièrement grande pour ne pas se faire aspirer par le soleil. La sonde, qui a la taille d'une voiture et a coûté 1,5 milliard de dollars, va devenir le plus rapide engin spatial de tous les temps, avec une vitesse de pointe de près de 700.000 kilomètres par heure. Elle sera également le premier objet fabriqué par l'homme à affronter les conditions infernales de cette partie de l'atmosphère du Soleil, qu’elle traversera à 25 reprises d'ici 2026.


Pour survivre, le vaisseau est conçu avec un bouclier en composite carbone d'une douzaine de centimètres d'épaisseur, qui doit le protéger d'une température de 1.400 degrés et maintenir la suite d'instruments scientifiques à une température confortable de 29 degrés. Ces instruments de mesure, répartis en quatre unités, ont été façonnés spécifiquement pour Parker Solar Probe. “Les concepts de capteurs et antennes utilisés dans des missions précédentes ont en effet dû être repensés, à la fois pour être plus précis, miniaturisés et pour résister à l’environnement, plus agressif qu’ailleurs.” détaille François Gonzalez. 

L’ensemble Sweap (Solar Wind Electrons Alphas and Protons) servira essentiellement à déterminer la vitesse, la température et la densité du vent solaire. Wispr (Wide-fiels Imager for Solar PRobe) est une caméra qui observera une partie de la couronne pour en étudier les variations. Isis (Integrated Science Investigation of the Sun) mesurera les particules tels que les électrons, protons, etc. qui sont notamment produites lors des éruptions solaires. Enfin, Fields (Fields Experiment) est un ensemble d'instruments qui donnera des informations sur les fluctuations des champs électrique et magnétique dans le vent solaire. Parmi ces derniers, un capteur magnétique à induction a été entièrement conçu par des chercheurs français, du laboratoire de physique et chimie de l’environnement et de l’espace (LPC2E) d’Orléans. 

Une forte implication française dans ce projet américain

Parker Solar Probe - le seul vaisseau de la Nasa dont le nom est celui d'un scientifique toujours en vie, le célèbre astrophysicien Eugene Parker - est un ambitieux projet américain qui date de plusieurs décennies. Mais il n’a été véritablement décidé que dans les années 2010, car il fallait attendre que le budget soit rassemblé et que les techniques évoluent. Depuis, des contacts ont rapidement été pris entre scientifiques américains et français, jusqu’à ce qu’un accord soit conclu en 2013 entre le CNES et la NASA.


“Les scientifiques français sont les seuls Européens à participer à cette mission américaine de grande envergure” se réjouit François Gonzalez. Il ajoute : “En plus de la participation à la conception de l’équipement, les scientifiques français apporteront leur expertise pour exploiter les mesures effectuées par la sonde. Une fois les données brutes récupérées, ils pourront réaliser des analyses et en déduire des conclusions sur les modèles scientifiques existants.” Par ailleurs, les matériaux des parties des instruments scientifiques qui ne seront pas protégées par le bouclier solaire ont tous été testés dans le four solaire du laboratoire français Promes, à Odeillo, dans les Pyrénées Orientales.

Cette collaboration avec les scientifiques outre-atlantique sera d’ailleurs reconduite lors du projet Solar Orbiter, une sonde qui s’envolera en 2020. Cette mission, européenne cette fois-ci, embarquera 15 appareils de mesures - dont des américains - et se tiendra à plus grande distance du soleil pour recueillir des informations complémentaires. Les données recueillies sur la même période seront encore une fois partagées entre les deux continents. “Les chercheurs vont soit pouvoir constater que leurs observations sont corrélées et consolidées, soit, peut-être, voir des choses nouvelles, qui vont ouvrir de nouvelles perspectives de recherche” résume François Gonzalez. 

De nouvelles hypothèses sur notre étoile qui pourraient arriver dès l’année prochaine. François Gonzalez estime en effet que les scientifiques de la mission Parker Solar Probe "auront des données exploitables dès le mois de janvier 2019, lorsque la sonde sera à 25 millions de kilomètres de la surface du soleil". Elle continuera son parcours au minimum pendant 7 ans, promettant aux scientifiques des années riches en découvertes.

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