L'interprétation de cet artiste montre le double vaisseau spatial de MEME-X alors qu'il observe l'aurore depuis une altitude comme celle de la Station spatiale internationale. Crédit :NASA
Une équipe de scientifiques de la NASA souhaite utiliser la Terre comme laboratoire pour comprendre comment les planètes perdent leur atmosphère et a proposé une mission que l'agence a récemment sélectionnée comme l'une des cinq à considérer plus avant comme une éventuelle mission d'explorateur de la NASA.
Dans la mission proposée que certains croient être une clé de voûte potentielle dans l'étude du Soleil et de ses effets sur les atmosphères planétaires, l'équipe du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, fait avancer un double satellite, mission en orbite polaire pour étudier les processus universels qui contrôlent l'érosion atmosphérique et son interaction avec les vents stellaires, le flux continu de particules chargées libérées par la couronne solaire.
Appelé Mécanismes d'Ejection de Masse Énergétique-Explorateur, ou MEME-X, la mission était l'une des cinq propositions qui ont reçu un financement de phase A dans le cadre du programme Small Explorer de la NASA. La NASA a également sélectionné une autre mission Goddard, Imageur solaire à rayons X à optique de focalisation [lien vers l'article]. Sur les cinq, La NASA devrait en sélectionner un ou deux pour le développement et la mise en œuvre.
Mission Transdisciplinaire
« MEME-X a des liens étroits entre les disciplines scientifiques de la NASA :planétaire, héliophysique, astrophysique, et sciences de la Terre, " a déclaré Thomas Moore, un scientifique Goddard et le chercheur principal de MEME-X. En plus de fournir des détails sur la perte de masse dans les couches supérieures de l'atmosphère terrestre, la mission pourrait améliorer la compréhension des scientifiques du rôle que le vent solaire a joué dans la transformation de Mars d'un environnement chaud et humide qui aurait pu soutenir la vie à la surface de Mars au froid, planète aride d'aujourd'hui, il a dit.
À cette fin, MEME-X se concentrera sur une question principale :comment les particules s'échappent-elles de la haute atmosphère terrestre dans la magnétosphère - la bulle protectrice qui protège la planète du rayonnement entrant du Soleil - puis plus loin, dans l'espace. "L'évasion atmosphérique est un processus fondamental avec des conséquences de grande envergure dans les sciences spatiales et planétaires, ", a déclaré Moore.
Plasma, le matériau dominant dans l'espace, se compose d'électrons chargés négativement et d'ions chargés positivement; C'est, atomes qui ont perdu leurs électrons. C'est un quatrième état de la matière - pas un gaz, liquide, ou solide - qui conduit l'électricité et est affecté par les champs magnétiques. A l'échelle astronomique, le plasma est courant. On le trouve dans le Soleil, dans le flux constant de matière qui s'écoule du Soleil - le vent solaire - et à travers l'espace. Cependant, à la surface de la Terre, c'est rare, trouve principalement dans les incendies et dans les lampes fluorescentes et au néon.
Les deux vaisseaux spatiaux de MEME-X voleraient en orbite polaire pour découvrir comment le plasma s'échappe de l'ionosphère terrestre, qui se trouve à 50 à 620 milles au-dessus de la surface, dans la magnétosphère protectrice qui protège la planète du vent solaire potentiellement nocif et d'autres conditions météorologiques spatiales, puis dans l'espace. Crédit :NASA
Pour l'héliophysique, comprendre l'écoulement du plasma de l'espace proche de la Terre est particulièrement crucial, ajouta Moore. Le flux ascendant de plasma provenant de la calotte polaire et des régions aurorales des hautes latitudes semble affecter la réponse de la magnétosphère aux variations du vent solaire et influence à son tour la météo spatiale, ce qui ajoute au défi de prédire la météo spatiale.
« Depuis 40 ans, nous avons un mystère de longue date sur la façon dont une partie de l'atmosphère est chauffée par un facteur cent ou plus et éjectée dans l'espace, où il modifie considérablement l'environnement proche de la Terre, " a déclaré Doug Rowland, MEME-X chercheur principal adjoint et héliophysicien à Goddard. "MEME-X, avec sa paire d'engins spatiaux miniaturisés et son instrumentation de pointe, nous donnera enfin les outils dont nous avons besoin pour résoudre ce problème."
Equipé d'analyseurs plasma, qui seront montés sur des flèches courtes s'étendant le long des axes de rotation de l'engin spatial, et d'autres instruments développés en partie grâce au financement de la recherche et du développement, MEME-X fournirait les premières mesures multipoints de plasma pour déterminer si la matière est éjectée par pression, comme dans un geyser, ou aspiré loin de la Terre, comme dans une trombe.
Évolution atmosphérique et habitabilité
En plus de révéler l'effet du flux de plasma sur la météo spatiale, la mission pourrait aider à répondre à des questions importantes concernant l'évolution des atmosphères planétaires et l'habitabilité de la planète, dit Moore.
Un exemple est Mars. Une fois plus humide et plus chaud, et peut-être agréable à vie, la planète semble maintenant morte. C'est un monde désertique, avec une atmosphère clairsemée et pratiquement aucun champ magnétique protecteur. La mission Mars Atmosphere and Volatile Evolution de la NASA, récemment découvert que la majeure partie de l'atmosphère de la planète a été perdue dans l'espace, violemment raclée de la planète par le vent solaire.
La question à laquelle les scientifiques veulent répondre est le rôle de la magnétosphère dans la perte atmosphérique, en particulier en ce qui concerne le vent solaire. "Il s'agit d'une quête pour découvrir et caractériser les processus fondamentaux qui se produisent dans l'héliosphère et dans tout l'univers, ", a déclaré Moore. "Nous voulons utiliser l'atmosphère terrestre comme un laboratoire."
