Solar Probe Plus

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher

Solar Probe Plus

Description de cette image, également commentée ci-après

Survol de Vénus (vue d'artiste)

Caractéristiques
Organisation NASA
Domaine Étude de la couronne solaire
Type de mission Orbiteur
Statut En développement
Masse 610 kg
Lancement
Lanceur Atlas V 551
Fin de mission 2025
Satellite de Soleil
Orbite héliocentrique
Périgée 5,9 millions km (minimum)
Période 88 jours
Programme Living With a Star
Site site officiel

Solar Probe Plus (en abrégé SPB autrefois NASA Solar Probe) est un observatoire solaire spatial développé par l'agence spatiale américaine, la NASA, dont le lancement est planifié au plus tard pour 2018. Son objectif est d'étudier la couronne solaire partie extérieure de l'atmosphère du Soleil qui s'étend à plusieurs millions de kilomètres de l'astre. La sonde spatiale doit faire ses observations en passant à plusieurs reprises à quelques millions de kilomètres de la surface du Soleil. D'une masse de 610 kg, la Solar Probe plus est protégé du flux thermique intense par un épais bouclier. Le sonde spatiale emporte 5 instruments scientifiques chargés de collecter des données sur la couronne solaire en particulier sur le milieu spatial à proximité immédiate de celle-ci.

Contexte[modifier | modifier le code]

Articles principaux : couronne solaire et vent solaire.

La couronne solaire constitue la partie externe de l'atmosphère de notre Soleil. Elle présente deux caractéristiques remarquables :

  • Sa température atteint un million de degrés soit plus de cent fois celle de la surface du Soleil (maximum 6000 °C).
  • Elle est à l'origine du vent solaire flux d'ions et d'électrons expulsées à grande vitesse qui bombarde les planètes du système solaire et qui peut perturber certaines activités sur Terre malgré la protection du champ magnétique terrestre.

Depuis la découverte de la couronne solaire dans les années 1940 les scientifiques ont considérablement approfondi leur connaissance du vent solaire et du Soleil mais ils ne comprennent toujours pas les mécanismes à l’œuvre au sein de la couronne solaire.

La mission de Solar Probe Plus est de s'approcher de la couronne solaire pour effectuer des mesures in situ des phénomènes à l’œuvre. Une telle mission nécessite que la sonde spatiale puisse résister à une température de 1400 °K créé par un flux solaire 500 fois plus intense que celui ressenti au niveau de l'orbite de la Terre. Une mission de ce type est à l'étude depuis le début de l'ère spatiale mais n'a jusque là jamais été lancée pour des raisons de faisabilité technique et de cout. La dernière proposition remonte à 2005 mais nécessitait le recours à des Générateurs thermoélectriques à radioisotope exclus à l'époque pour des raisons de cout. La proposition actuelle remise en 2009 par le laboratoire de physique appliquée de l’Université Johns-Hopkins a reçu l'agrément de la NASA qui a demandé une étude détaillée. Le projet s'il est approuvé devrait aboutir à un lancement de la sonde en 2018. La mission fait partie du programme de la NASA Living With a Star dont l'objet est l'étude de l'influence du Soleil sur la Terre.

Objectifs scientifiques[modifier | modifier le code]

Trajectoire de la sonde spatiale.

Les objectifs de la mission sont[1] :

  • Déterminer la structure et l'évolution des champs magnétiques à l'origine à la fois des particules lentes et rapides du vent solaire
  • Tracer les flux d'énergie qui réchauffent la couronne solaire et accélèrent les particules du vent solaire
  • Déterminer les processus à l'origine de l'accélération et du transport des particules énergétiques
  • Étudier le phénomène du "plasma poussiéreux" aux abords du Soleil et son influence sur le vent solaire et la formation des particules énergétiques

Scénario de la mission[modifier | modifier le code]

La sonde spatiale doit être lancée par une fusée Atlas V 551 [Note 1] surmonté par un étage à propergol solide Star48 qui doit lui permettre d'atteindre une vitesse suffisante. La sonde spatiale utilise à 7 reprises l'assistance gravitationnelle de Vénus pour rapprocher sur son orbite héliocentrique fortement elliptique le périgée de la surface du Soleil et lui permettre de passer à une distance minimum de 6 millions de km du Soleil à trois reprises. La sonde passera pour la première fois au plus près du Soleil 6 ans après son lancement. Les deux autres passages devraient se dérouler sur un an. La sonde comporte un épais bouclier en carbone qui doit la protéger de la chaleur. [2].

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Schéma de Solar Probe +. Les panneaux solaires sont en position repliée.
A l'approche du Soleil les panneaux solaires sont repliés et seule leur extrémité se trouve dans la pénombre (l'ombre et la pénombre sont figurés en grisé).

Solar Probe+ est un engin compact d'une masse de 610 kg bâti autour d'une plateforme à 6 faces comportant dans son centre le réservoir d'ergols. La sonde spatiale est protégée du Soleil par un pare soleil, le TPS (Thermal Protection System), d'une épaisseur de 11,5 cm et d'un diamètre de 3,05 mètres réalisé en carbone-carbone ce qui permet aux équipements et instruments de rester à une température d'environ 20°K alors que la face exposée au Soleil est portée à 1 400°K. . La sonde emporte une petite quantité d'ergols (55 kg) utilisée pour les corrections de trajectoire qui lui permet de modifier sa vitesse de 170 m/s sur la totalité de la mission. Elle est stabilisée 3 axes et son bouclier est maintenu en permanence face au Soleil au moyen de petits propulseurs. L'énergie est fournie par des panneaux solaires qui se rétractent lorsque la sonde spatiale s'approche du Soleil s'approche du Soleil. Au plus près du Soleil seule l'extrémité des panneaux reçoivent les rayons solaires toutefois atténués par la pénombre créée par le bouclier thermique. Les panneaux sont refroidis par un système actif. Les panneaux solaire fournissent 340 Watts Lorsque la sonde est au plus près du Soleil. Les télécommunications sont assurées en bande X et Ka à l'aide d'une antenne parabolique à grand gain. Les transmissions de données scientifiques n'ont lieu que lorsque la sonde spatiale est au moins à 0,25 Unités Astronomiques du Soleil. Les commandes transmises depuis la Terre et les données télémétriques envoyées par la sonde sont par contre transmises en permanence par l'intermédiaire de deux antennes faible gain. Solar Probe+ dispose de deux enregistreurs à semi-conducteurs redondants d'une capacité de 256 gigabits. [3],[4].

Instruments scientifiques[modifier | modifier le code]

Pour pouvoir remplir ses objectifs Solar Probe Plus emporte à la fois des instruments de télédétection destinés à observer la couronne solaire à distance et des instruments fonctionnant in situ pour collecter des données sur le milieu ambiant. Cinq suites instrumentales ont été sélectionnées en septembre 2010[5]. :

  • Instrument de mesure des caractéristiques des électrons, des protons et des ions d'hélium constituant l'essentiel du vent solaire
  • Caméra grand angle fournissant des images tri-dimensionnelles de la couronne solaire et de l'atmosphère du Soleil.
  • Instruments de mesure des champs électrique et magnétique, des émissions d'ondes radio et des ondes de plasma. Cet instrument est également utilisé comme un énorme détecteur de poussière spatiale.
  • Deux instruments utilisant un spectromètre de masse pour déterminer les éléments présents dans l'atmosphère du Soleil et capturés dans l'environnement immédiat de la sonde spatiale.

Notes et références[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

  1. Ce lanceur lourd capable de placer près de 19 tonnes en orbite basse et dont une version un peu moins puissante a lancé Mars Science Laboratory (3,5 tonnes) vers Mars, est nécessaire pour communiquer une vitesse suffisante à la sonde (610 kg) lui permettant d'approcher le Soleil

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « Solar Probe Plus -Science Objectives » (consulté en 9/12/2011)
  2. (en) « Solar Probe Plus -Mission Design » (consulté en 9/12/2011)
  3. (en) « Solar Probe Plus : Spacecraft Overview », sur NASA/APL Solar Probe+ (consulté en 26/9/2013)
  4. (en) « Solar Probe Plus : Mission Design », sur NASA/APL Solar Probe+ (consulté en 26/9/2013)
  5. (en) « Solar Probe Plus : Instruments », sur NASA/APL Solar Probe+ (consulté en 26/9/2013)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]