Magnetic field measurements during Solar Orbiter boom deployment
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Premières mesures par un instrument de Solar Orbiter

17/02/2020 258 views 5 likes
ESA / Space in Member States / France

Les premières mesures d’un instrument scientifique de Solar Orbiter sont arrivées le jeudi 13 février ; elles ont confirmé aux équipes scientifiques internationales que le magnétomètre embarqué est en bon état de fonctionnement suite au déploiement réussi de la perche à instruments de la sonde.

Solar Orbiter, la nouvelle sonde de l’ESA qui va étudier le Soleil, a décollé le lundi 10 février. Elle emporte dix instruments scientifiques, dont quatre qui mesureront les propriétés de l’environnement autour de la sonde, tout particulièrement les caractéristiques électromagnétiques du vent solaire, le flux de particules chargées qui s’échappe du Soleil. Trois de ces instruments « in situ » ont des capteurs qui sont situés sur la perche de 4,4m de long.

« Nous mesurons des champs magnétiques des milliers de fois plus petits que ceux qui nous sont familiers sur Terre, » explique Tim Horbury de l’Imperial College de Londres, investigateur principal du magnétomètre (MAG). « Même le courant qui passe dans les fils électriques crée un champ magnétique plus grand que ce que nous avons besoin de mesurer. C’est la raison pour laquelle nos capteurs sont situés sur une perche, ils sont ainsi à l’écart de l’activité électrique qui se déroule à l’intérieur de la sonde. »

Observation du champ magnétique lors du déploiement de la perche

Déploiement de la perche et premières mesures du champ magnétique
Déploiement de la perche et premières mesures du champ magnétique

Les contrôleurs du Centre européen des opérations spatiales situé à Darmstadt, en Allemagne, ont allumé les deux capteurs du magnétomètre (l’un près de l’extrémité de la perche, et le second près de la sonde) environ 21 heures après le décollage. L’instrument a enregistré des données avant, pendant et après le déploiement de la perche, ce qui a permis aux scientifiques de comprendre l’influence de la sonde sur les mesures dans l’environnement spatial.

« Les données que nous avons reçues montrent que le champ magnétique a diminué entre le voisinage de la sonde et l’endroit où les instruments sont déployés, » ajoute Tim. « C’est une confirmation indépendante que la perche s’est effectivement déployée et que les instruments vont à l’avenir fournir des mesures scientifiques précises. »

Pendant les trente minutes qu’a duré mercredi le déploiement de la perche en fibre de carbone et en titane, presque trois jours après le décollage, les scientifiques ont pu observer que le niveau du champ magnétique diminuait d’un ordre de grandeur. Alors qu’au début ils observaient surtout le champ magnétique de la sonde, ils ont eu à la fin de la procédure un premier aperçu du champ magnétique significativement plus faible de l’environnement.

Solar Orbiter embarque dix instruments, eux-mêmes parfois composés de plusieurs capteurs. Trois des quatre instruments « in situ », ceux qui mesurent l’environnement à proximité de la sonde, sont situés sur la perche de 4,4m de Solar Orbiter.
Solar Orbiter embarque dix instruments, eux-mêmes parfois composés de plusieurs capteurs. Trois des quatre instruments « in situ », ceux qui mesurent l’environnement à proximité de la sonde, sont situés sur la perche de 4,4m de Solar Orbiter.

« Le fait d’avoir effectué des mesures avant, pendant et après le déploiement de la perche nous a aidé à identifier et caractériser les signaux qui ne sont pas liés au vent solaire, comme les perturbations liées à la plate-forme de la sonde et aux autres instruments, » explique Mathieu Kretzschmar du Laboratoire de Physique et Chimie de l’Environnement et de l’Espace d’Orléans, co-investigateur principal de l’un des autres capteurs situés sur la perche, le magnétomètre haute fréquence de l’analyseur d’ondes radio et de plasma (RPW).

« La sonde a subi des tests approfondis au sol pour mesurer ses propriétés électromagnétiques dans un centre de simulation adapté, mais nous n’avions pas pu tester pleinement cet aspect jusqu’à présent, dans l’espace, parce que les équipements de tests ne nous permettaient pas d’atteindre le niveau très faible de fluctuations du champ magnétique qui était requis, » ajoute-t-il.

Les instruments vont maintenant devoir être calibrés avant que ne commencent les réelles opérations scientifiques.

Échauffement avant les opérations scientifiques

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Le voyage de Solar Orbiter en direction du Soleil alors que la sonde se prépare à commencer sa mission audacieuse.
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« Jusqu’à la fin avril, nous allons allumer progressivement les instruments in situ et vérifier qu’ils fonctionnent correctement, » explique Yannis Zouganelis, vice-responsable scientifique de la mission Solar Orbiter pour l’ESA. « D’ici la , nous aurons une idée plus nette de la performance des instruments, et si tout se passe bien, nous pourrons commencer mi-mai à collecter nos premières données scientifiques. »

En plus de la perche aux instruments, le déploiement des trois antennes de l’instrument RPW, qui étudiera les caractéristiques des ondes électromagnétiques et électrostatiques du vent solaire, s’est terminé avec succès tôt ce jeudi 13 février. Les données de ces déploiements doivent encore être analysées.

En plus des quatre instruments in situ, Solar Orbiter embarque six instruments de télédétection, essentiellement des télescopes, qui observeront la surface du Soleil dans différentes longueurs d’ondes et enverront les images les plus proches jamais obtenues de notre étoile.

« Les instruments de télédétection seront mis en service dans les prochains mois, et nous sommes impatients de les tester en juin, alors que Solar Orbiter se sera rapproché du Soleil, » ajoute Yannis.

Élucider les mystères qui entourent le Soleil

La combinaison des deux groupes d’instruments permettra aux scientifiques de faire le lien entre ce qui se passe sur le Soleil et les phénomènes mesurés dans le vent solaire et de s’attaquer ainsi à des mystères tels que le cycle solaire de onze ans, la génération du champ magnétique du Soleil et la manière dont les particules de vent solaire à très haute énergie sont accélérées.

« Les dix instruments embarqués par notre mission vont fonctionner de concert, comme les instruments d’un orchestre, » explique Daniel Müller, scientifique du projet Solar Orbiter à l’ESA. « Nous avons tout juste commencé les répétitions, et les instruments vont s’ajouter un par un. Lorsque nous serons au complet, d’ici quelques mois, nous commencerons à écouter la symphonie du Soleil. »