Capturer le soleil dans un ordinateur
SOLAR, un instrument de l’ESA à bord de la Station spatiale internationale qui mesure la valeur absolue du spectre solaire et sa variabilité en fonction de son activité, vient de voir sa durée de vie prolongée. SOLAR est essentiel à la compréhension du fonctionnement du Soleil et de ses effets sur l’atmosphère de notre planète.
SOLAR est principalement constitué de deux instruments, Solaces et Solspec, chacun dédié à une partie spécifique du spectre solaire. Solaces mesure l’extrême ultraviolet tandis que Solspec mesure de l’ultraviolet à l’infrarouge. Ces deux instruments sont placés sur une plateforme pointant avec précision le Soleil, cette plateforme étant installée sur le module Columbus.
Lorsque l’activité solaire augmente, la densité de l’atmosphère fait de même, ce qui a des conséquences directes comme l’explique Gerhard Schmidtke, responsable scientifique de l’instrument Solaces : « le rayonnement solaire peut augmenter le freinage atmosphérique. Lorsque nous constatons une activité solaire plus forte, nous voyons plus de satellites retomber vers la Terre. »
Le Soleil est l’unique source d’énergie sur Terre et il reste encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas à son propos. Par exemple la puissance qu’il rayonne n’est pas constante, mais varie de façon cyclique avec une période voisine de 11 ans.
Tous les 11 ans, le nombre de taches à la surface du Soleil passe par un maximum. Cela fait augmenter la température de la photosphère du Soleil de l’ordre d’un degré. Nous n’avons pas encore complètement élucidé le pourquoi de la formation périodique de ces taches.
SOLAR est le seul observatoire solaire qui peut s’auto-étalonner. Le simple fait de mesurer le rayonnement solaire, très énergétique, peut affecter l’instrument, et au fil du temps cela mène à des incohérences qui faussent les résultats. C’est pourquoi l’auto-étalonnage de SOLAR est un atout.
L’éclairement Solaire influence bien plus que l’atmosphère de la Terre, puisque ses rayonnements peuvent aussi avoir une incidence sur la précision des systèmes de navigation et sur les satellites eux-mêmes.
Modéliser le Soleil
Afin de mieux prévoir la façon dont le Soleil se comporte, les scientifiques ont créé de complexes modèles mathématiques qui intègrent tous les processus physiques reconnus. L’utilisation de données pertinentes permet de valider le modèle de Soleil virtuel qui a été ainsi élaboré. Plus ils disposent de données, plus les scientifiques peuvent raffiner les processus physiques représentés dans leurs modèles.
« Lorsque les prévisions des modèles sont en accord avec ce qui est observé, nous savons que nous sommes sur la bonne piste de la compréhension du fonctionnement du Soleil » confirme Gérard Thuillier, responsable scientifique du spectromètre Solspec.
À l’échelle de quelques milliers d’années, le climat de la Terre résulte de trois paramètres : l’activité du Soleil, les gaz à effet de serre, et les aérosols volcaniques. Si les scientifiques parvenaient à modéliser précisément l’activité du Soleil, ce serait un premier pas pour comprendre l’impact exact des activités humaines sur le climat terrestre par le biais des gaz à effet de serre. Comme l’explique Gérard, « modéliser le changement climatique nécessite de mesurer tout le spectre du Soleil, et de voir comment ce spectre varie en fonction du temps. »
SOLAR est en service depuis plus de trois ans maintenant, en dépit d’un cahier des charges initial qui ne réclamait qu’un an et demi de durée de vie. L’expérience a récemment été prolongée jusqu’en 2017. Si tout se passe bien, Solar aura au total recueilli des données sur 7 ans. Bien qu’il ne s’agisse que d’un début car, « pour réellement comprendre le Soleil nous aurons besoin de l’observer pendant au moins un cycle complet de 11 ans » s’accordent Gérard et Gerhard.
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