Une vue oblique de la plasmasphère, reconstruit à partir de données IMAGE. Crédit :Studio de visualisation scientifique du Goddard Space Flight Center de la NASA/Tom Bridgman, animateur principal
Le 20 janvier, 2018, l'astronome amateur Scott Tilley a détecté un signal inattendu provenant de ce qu'il a postulé plus tard comme étant le satellite IMAGE perdu depuis longtemps de la NASA, qui n'avait plus été en contact depuis 2005. Le 30 janvier, La NASA, avec l'aide d'une communauté de scientifiques et d'ingénieurs IMAGE, a confirmé que le signal provenait bien du vaisseau spatial IMAGE. Quelles que soient les prochaines étapes d'IMAGE, les presque six années de fonctionnement de la mission ont fourni des recherches solides sur l'espace autour de la Terre qui continuent de guider la science à ce jour.
Le 25 mars, 2000, La NASA a lancé l'imageur pour l'exploration mondiale de la magnétopause vers les aurores, ou IMAGE, mission. C'était la première mission à utiliser un atome neutre, techniques d'imagerie photonique et radio pour produire à grande échelle, mesures simultanées des particules chargées qui existent dans l'espace proche de la Terre, à savoir dans notre magnétosphère, les champs magnétiques qui entourent notre planète, et sa bulle intérieure de matière froide appelée la plasmasphère.
"IMAGE était une machine de découverte et une mission séminale qui nous a donné une perspective plus large sur l'environnement de la Terre et sa magnétosphère en constante évolution, " a déclaré Jim Green, directeur des sciences planétaires au siège de la NASA à Washington, qui a travaillé en tant que co-chercheur et scientifique adjoint du projet pour IMAGE. "Une grande partie de ma carrière de physicien magnétosphérique s'est déroulée chez IMAGE, et la science a été transformatrice."
Conçu à l'origine comme une mission de deux ans, IMAGE a été agréée à deux reprises pour poursuivre ses opérations. Mais lorsque le vaisseau spatial n'a pas réussi à établir le contact lors d'un passage de routine le 18 décembre, 2005, son mandat prometteur semblait avoir été écourté.
Les enquêtes sur les causes possibles de la défaillance ont suggéré que la source d'alimentation du contrôleur de l'émetteur s'est déclenchée, éventuellement par un rayon cosmique de haute énergie entrant ou une particule de ceinture de rayonnement. Il a été émis l'hypothèse que le fait de subir un changement radical d'énergie, comme ce qui se passe lorsqu'un vaisseau spatial subit l'obscurité totale pendant une éclipse, pourrait potentiellement réinitialiser le vaisseau spatial. Mais après qu'une éclipse de 2007 n'ait pas réussi à provoquer un redémarrage, la mission est déclarée terminée.
IMAGE a capturé l'aurore du pôle Sud causée par une éjection de masse coronale à l'automne 2003. Crédit :Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio/Tom Bridgman de la NASA, animateur principal
Quelle était la mission IMAGE ?
Avant ça, cependant, IMAGE était une centrale électrique. Les données recueillies au cours de ses près de cinq ans d'exploitation ont conduit à une quarantaine de nouvelles découvertes sur la magnétosphère et la plasmasphère de la Terre. Beaucoup de ces découvertes avaient leur base dans l'atome neutre énergétique, ou ENA, imagerie, une nouvelle technique mise au point par IMAGE pour rendre visible l'invisible.
La technique utilise une partie de la physique spatiale fondamentale. Les particules avec une charge électrique, comme les ions qui composent une grande partie du plasma dans la magnétosphère, sont liées aux lignes de champ magnétique de la Terre, tourner autour d'eux comme un yo-yo sur une ficelle. Mais quand ils s'écrasent sur des particules neutres, les particules chargées peuvent voler les électrons du neutre dans un processus appelé échange de charge, devenir eux-mêmes neutres.
N'est plus lié magnétiquement, ces atomes neutres énergétiques s'envolent dans l'espace dans la direction où ils se dirigent lorsque la collision s'est produite. Les instruments de l'ENA capturent ces atomes neutres et les utilisent pour construire des images à grande échelle du plasma environnant, similaire à la façon dont les appareils photo ordinaires capturent les rayons lumineux pour créer des images.
En combinaison avec les instruments ENA, IMAGE a également utilisé des techniques d'imagerie ultraviolette et radio qui, ensemble, ont mené à bon nombre des réalisations les plus remarquables d'IMAGE. Parmi eux se trouve la confirmation du panache plasmasphérique, une région de particules de plasma qui refluent vers le Soleil du côté jour de la Terre. Un tel reflux avait été prédit par des modèles, mais jamais directement observés par les engins spatiaux.
"C'est comme si vous rouliez dans un cabriolet, " a déclaré Thomas Moore, le scientifique de mission pour IMAGE, ainsi que la direction de l'imageur LENA (Low Energy Neutral Atom) du vaisseau spatial au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "L'air se précipite contre la voiture dans une direction, mais tes cheveux vont souffler vers le pare-brise."
Plasmasphère et panache de la Terre tels que mesurés par l'Imageur Ultraviolet Extrême d'IMAGE. Crédit :Sandel, B.R., et al., Espace Sci. Tour ., 109, 25, 2003
IMAGE produisait des images à grande échelle toutes les deux minutes. La cadence rapide de l'imagerie a permis aux scientifiques d'assembler les images pour créer des films image par image qui pourraient montrer la vaste échelle des interactions de particules chargées dans l'espace proche de la Terre, y compris ceux qui causent les aurores.
Les missions qui avaient volé avant IMAGE n'avaient pu collecter des mesures qu'à un seul point dans le temps et dans l'espace, capturant les particules que le vaisseau spatial traversait à l'époque, plutôt que de capturer une large vue panoramique. Mais de telles mesures ponctuelles sont difficiles à interpréter.
"Le problème avec une mesure à un seul point est que vous vous déplacez toujours et que vous n'êtes jamais tout à fait sûr si la variation que vous voyez est due au fait que vous avez déménagé à un endroit différent ou parce que quelque chose a changé globalement dans le système, " Avant IMAGE, je comparais la physique de l'espace à essayer d'étudier les tempêtes violentes en conduisant avec un pluviomètre par la fenêtre. "
IMAGE a radicalement changé le terrain de jeu. « Nous avons soudainement eu une caméra qui pouvait voir tout le système, ", a ajouté Moore.
But IMAGE didn't just make pretty pictures:It was also the first space science mission to formally include an education and public outreach program (POETRY) as part of its proposal to NASA, specifically setting aside a budget for such activities. Partnering with elementary, middle and high school teachers, IMAGE's science findings were incorporated into lessons and classroom activities.
While IMAGE's future continues to unfold, its legacy has already proven its worth:The information it gleaned with its wide-range view provides an important complement to missions looking at smaller scales of the magnetosphere, including the highly successful Magnetospheric Multiscale mission, or MMS, launched in March 2015 and currently in orbit.