Vue d'artiste du Solar Orbiter. Crédit :ESA/AOES
La contribution de l'Impériale à la mission Solar Orbiter, qui ira plus près du soleil que tout jusqu'ici, est prêt à voler après des tests approfondis.
Solar Orbiter est une mission de l'Agence spatiale européenne transportant dix instruments pour mesurer de nombreuses propriétés différentes du soleil et de l'espace interplanétaire.
A bord du vaisseau spatial, lancement début 2019, sera un instrument magnétométrique construit par une équipe du Département de physique de l'Impériale.
Le magnétomètre mesurera le champ magnétique du soleil dans l'espace interplanétaire, emporté par le vent solaire. Le vent solaire est un flux de particules chargées provenant du soleil qui remplit le système solaire, lequel le champ magnétique du soleil joue un rôle important dans la création.
Le chercheur principal, le professeur Tim Horbury du département de physique de l'Impériale, a déclaré :« Nous vivons à l'intérieur d'une bulle soufflée par le soleil dans l'espace interstellaire. La Terre a également son propre champ magnétique, ce qui crée une cavité dans la bulle solaire.
"L'interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre nous donne l'aurore - les aurores boréales et australes - mais lorsque le vent solaire est fort, il peut également causer des problèmes à notre technologie, des réseaux électriques aux satellites."
Crédit :Imperial College de Londres
On pense que le champ magnétique du soleil est généré de la même manière que celui de la Terre lorsqu'il tourne, mais c'est beaucoup plus dynamique. Tous les 11 ans la polarité s'inverse, et ce motif est lié au motif des taches solaires qui apparaissent à la surface du soleil. Les taches solaires sont associées à des événements extrêmes appelés éruptions solaires et éjections de matière solaire qui causent de graves problèmes si elles atteignent la Terre.
En orbite autour du soleil et en l'approchant à une distance de seulement 50 millions de kilomètres - à l'intérieur de l'orbite de Mercure, planète la plus proche du soleil - le magnétomètre de l'équipe impériale pourra obtenir des informations sans précédent sur la façon dont le soleil génère son champ magnétique et sur son rôle dans le vent solaire et les événements plus extrêmes.
Sujet sensible
L'instrument est composé de deux capteurs hébergés dans des dômes métalliques; une boîte noire contenant de l'électronique, un processeur informatique et une alimentation électrique; et des câbles pour fournir l'alimentation et les communications aux capteurs.
Le magnétomètre doit être extrêmement sensible pour détecter le champ magnétique du soleil qui atteindra le vaisseau spatial. L'ingénieur en chef Helen O'Brien du Département de physique a déclaré :« Notre instrument est si sensible, il pourrait mesurer le champ magnétique d'un appareil d'IRM de l'autre côté de Londres.
"Ça signifie, cependant, que nous devons travailler dur pour l'isoler des autres instruments du vaisseau spatial. Les objets métalliques et les circuits électriques créent de petits champs magnétiques, Nous avons donc des exigences très strictes sur le reste du projet, jusqu'aux vis et à la peinture. »
Le magnétomètre est dans un espace propre en attente d'être monté sur le vaisseau spatial. Crédit :Imperial College de Londres
Le magnétomètre doit également survivre à certaines conditions extrêmes, y compris les vibrations intenses du décollage, qui utilisera une fusée Atlas V de la NASA. Un modèle antérieur de l'instrument, qui a été soumis à des tests rigoureux conçus pour dépasser les conditions attendues, s'est effondré sous la tension.
O'Brien a déclaré:"Nous avons monté les capteurs sur un matériau céramique qui se dilate ou se contracte à peine avec les changements de température, de sorte que leur position relative l'une par rapport à l'autre reste stable pendant les variations de température extrêmes que connaîtra l'engin spatial. Cependant, ce matériau est assez cassant, et il s'est effondré lors du test de vibration."
L'épaississement du matériau a aidé à résoudre le problème, et à la suite de tests rigoureux, de nombreux ajustements et améliorations ont été apportés à la conception. Mais maintenant, l'appareil est terminé, et il attend dans une salle blanche à Imperial avant d'être monté sur le vaisseau spatial.
En attendant, l'équipe construit un « vol de rechange » - un appareil identique au cas où quelque chose arriverait à l'original avant le lancement. Lorsque l'instrument est monté sur le vaisseau spatial, l'équipe donnera des instructions extrêmement précises - jusqu'au matériau du tournevis, et en veillant à ce qu'il ne reste aucun petit copeau de métal, ce qui pourrait perturber les mesures.
Une fois tous les instruments montés, l'ensemble du vaisseau spatial subira un autre barrage de tests, avant d'être expédié à Cap Canaveral pour un lancement en février 2019. Il mettra ensuite deux ans à se rendre au soleil, et huit autres collectent des données. Finalement, ses panneaux solaires se dégraderont et cesseront de produire de l'électricité, mais il dérivera pour toujours autour du soleil.
