Tôt un matin d'août, le ciel près de Cap Canaveral, Floride, s'allumera avec le lancement de Parker Solar Probe. Au plus tôt le 6 août, 2018, un United Launch Alliance Delta IV Heavy tonnera dans l'espace transportant le vaisseau spatial de la taille d'une voiture, qui étudiera le Soleil de plus près qu'aucun objet fabriqué par l'homme ne l'a jamais fait.

Le 20 juillet, 2018, Nicky Fox, Le scientifique du projet Parker Solar Probe au Johns Hopkins University Applied Physics Lab à Laurel, Maryland, et Alex Young, directeur associé pour la science à la Division des sciences héliophysiques du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, a présenté les objectifs scientifiques de Parker Solar Probe et la technologie qui les sous-tend lors d'une conférence de presse télévisée du Kennedy Space Center de la NASA à Cap Canaveral, Floride.

"Nous étudions le Soleil depuis des décennies, et maintenant nous allons enfin aller là où est l'action, " dit Jeune.

Notre Soleil est bien plus complexe qu'il n'y paraît. Plutôt que de rester stable, disque immuable semble-t-il aux yeux humains, le Soleil est une étoile dynamique et magnétiquement active. L'atmosphère du Soleil envoie constamment de la matière magnétisée vers l'extérieur, enveloppant notre système solaire bien au-delà de l'orbite de Pluton et influençant chaque monde en cours de route. Des bobines d'énergie magnétique peuvent éclater de lumière et de rayonnement de particules qui voyagent dans l'espace et créent des perturbations temporaires dans notre atmosphère, brouillant parfois les signaux radio et de communication près de la Terre. L'influence de l'activité solaire sur Terre et sur d'autres mondes est connue sous le nom de météo spatiale, et la clé pour comprendre ses origines réside dans la compréhension du Soleil lui-même.

"L'énergie du Soleil passe toujours devant notre monde, " dit Fox. " Et même si le vent solaire est invisible, nous pouvons le voir encercler les pôles comme l'aurore, qui sont belles, mais révèlent l'énorme quantité d'énergie et de particules qui se déversent dans notre atmosphère. Nous n'avons pas une bonne compréhension des mécanismes qui poussent ce vent vers nous, et c'est ce que nous allons découvrir."

C'est là qu'intervient Parker Solar Probe. Le vaisseau spatial transporte une gamme d'instruments pour étudier le Soleil à la fois à distance et in situ, ou directement. Ensemble, les données de ces instruments de pointe devraient aider les scientifiques à répondre à trois questions fondamentales sur notre étoile.

L'une de ces questions est le mystère de l'accélération du vent solaire, le flux constant de matière du Soleil. Bien que nous saisissions largement les origines du vent solaire sur le Soleil, nous savons qu'il y a un point - encore non observé - où le vent solaire est accéléré à des vitesses supersoniques. Les données montrent que ces changements se produisent dans la couronne, une région de l'atmosphère du Soleil que Parker Solar Probe traversera directement, et les scientifiques prévoient d'utiliser les mesures à distance et in situ de Parker Solar Probe pour faire la lumière sur la façon dont cela se produit.

Seconde, les scientifiques espèrent découvrir le secret des températures extrêmement élevées de la couronne. La surface visible du Soleil est d'environ 10, 000 F—mais, pour des raisons que nous ne comprenons pas entièrement, la couronne est des centaines de fois plus chaude, monter jusqu'à plusieurs millions de degrés F. C'est contre-intuitif, car l'énergie du Soleil est produite en son centre.

"C'est un peu comme si vous vous éloigniez d'un feu de camp et que vous deveniez soudainement beaucoup plus chaud, " dit Renard.

Finalement, Les instruments de Parker Solar Probe devraient révéler les mécanismes à l'œuvre derrière l'accélération des particules énergétiques solaires, qui peuvent atteindre des vitesses plus de la moitié de la vitesse de la lumière lorsqu'elles s'éloignent du Soleil. De telles particules peuvent interférer avec l'électronique des satellites, en particulier pour les satellites en dehors du champ magnétique terrestre.

Pour répondre à ces questions, Parker Solar Probe utilise quatre suites d'instruments.

La suite CHAMPS, dirigé par l'Université de Californie, Berkeley, mesure les champs électriques et magnétiques autour de l'engin spatial. FIELDS capture les ondes et les turbulences dans l'héliosphère interne avec une haute résolution temporelle pour comprendre les champs associés aux ondes, chocs et reconnexion magnétique, un processus par lequel les lignes de champ magnétique se réalignent de manière explosive.

L'instrument WISPR, abréviation de Wide-Field Imager pour Parker Solar Probe, est le seul instrument d'imagerie à bord du vaisseau spatial. WISPR prend des images de structures telles que les éjections de masse coronale, ou CME, jets et autres éjectas du Soleil pour aider à relier ce qui se passe dans la structure coronale à grande échelle aux mesures physiques détaillées capturées directement dans l'environnement proche du Soleil. Le WISPR est dirigé par le Naval Research Laboratory à Washington, D.C.

Une autre suite, appelé SWEAP (abréviation de Solar Wind Electrons Alphas and Protons Investigation), utilise deux instruments complémentaires pour recueillir des données. La suite d'instruments SWEAP compte les particules les plus abondantes dans le vent solaire :les électrons, protons et ions hélium et mesure des propriétés telles que la vitesse, densité, et la température pour améliorer notre compréhension du vent solaire et du plasma coronal. SWEAP est dirigé par l'Université du Michigan, l'Université de Californie, Berkeley, et le Smithsonian Astrophysical Observatory à Cambridge, Massachusetts.

Finalement, la suite IS?IS, abréviation de Integrated Science Investigation of the Sun, et y compris ?, le symbole du Soleil, dans son acronyme, mesure les particules dans une large gamme d'énergies. En mesurant les électrons, protons et ions, IS?IS comprendra les cycles de vie des particules - d'où elles viennent, comment ils se sont accélérés et comment ils s'éloignent du Soleil à travers l'espace interplanétaire. IS?IS est dirigé par l'Université de Princeton dans le New Jersey.

Parker Solar Probe est une mission qui dure depuis soixante ans. Avec l'aube de l'ère spatiale, l'humanité a été initiée à la pleine dimension de la puissante influence du Soleil sur le système solaire. En 1958, Le physicien Eugene Parker a publié un article scientifique révolutionnaire théorisant l'existence du vent solaire. La mission porte désormais son nom, et c'est la première mission de la NASA à porter le nom d'une personne vivante.

Ce n'est qu'au cours des dernières décennies que la technologie est allée assez loin pour faire de Parker Solar Probe une réalité. La clé du voyage audacieux du vaisseau spatial réside dans trois avancées majeures :le bouclier thermique de pointe, le système de refroidissement des panneaux solaires, et le système avancé de gestion des pannes.

"Le système de protection thermique (le bouclier thermique) est l'une des technologies permettant la mission du vaisseau spatial, " a déclaré Andy Driesman, Chef de projet Parker Solar Probe au Johns Hopkins Applied Physics Lab. "Cela permet au vaisseau spatial de fonctionner à environ la température ambiante."

D'autres innovations critiques sont le système de refroidissement des panneaux solaires et les systèmes de gestion des pannes embarqués. Le système de refroidissement des panneaux solaires permet aux panneaux solaires de produire de l'énergie sous la charge thermique intense du Soleil et le système de gestion des pannes protège le vaisseau spatial pendant les longues périodes de temps où le vaisseau spatial ne peut pas communiquer avec la Terre.

En utilisant les données de sept capteurs solaires placés tout autour des bords de l'ombre projetée par le bouclier thermique, Le système de gestion des pannes de Parker Solar Probe protège le vaisseau spatial pendant les longues périodes où il ne peut pas communiquer avec la Terre. S'il détecte un problème, Parker Solar Probe corrigera lui-même sa trajectoire et son pointage pour s'assurer que ses instruments scientifiques restent froids et fonctionnent pendant les longues périodes où le vaisseau spatial est hors de contact avec la Terre.

Le bouclier thermique de Parker Solar Probe, appelé système de protection thermique, ou TPS - est un sandwich de composite carbone-carbone entourant près de quatre pouces et demi de mousse de carbone, qui est d'environ 97% d'air. Bien qu'il mesure près de huit pieds de diamètre, le TPS n'ajoute qu'environ 160 livres à la masse de Parker Solar Probe en raison de ses matériaux légers.

Bien que la Delta IV Heavy soit l'une des fusées les plus puissantes au monde, Parker Solar Probe est relativement petit, environ la taille d'une petite voiture. Mais ce dont Parker Solar Probe a besoin, c'est d'énergie :se rendre au Soleil demande beaucoup d'énergie au lancement pour atteindre son orbite autour du Soleil. C'est parce que tout objet lancé depuis la Terre commence à voyager autour du Soleil à la même vitesse que la Terre - environ 18,5 miles par seconde - donc un objet doit voyager incroyablement vite pour contrer cet élan, changer de direction, et approchez-vous du Soleil.

Le moment du lancement de Parker Solar Probe, entre 4 et 6 heures du matin environ, et dans un délai d'environ deux semaines-a été très précisément choisi pour envoyer Parker Solar Probe vers son premier, cible vitale pour atteindre une telle orbite :Vénus.

"L'énergie de lancement pour atteindre le Soleil est 55 fois supérieure à celle requise pour atteindre Mars, et deux fois qu'il fallait se rendre à Pluton, " a déclaré Yanping Guo du Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, qui a conçu la trajectoire de la mission. "Pendant l'été, La Terre et les autres planètes de notre système solaire sont dans l'alignement le plus favorable pour nous permettre de nous rapprocher du Soleil."

Le vaisseau spatial effectuera une assistance gravitationnelle pour perdre une partie de sa vitesse dans le puits d'énergie orbitale de Vénus, attirant Parker Solar Probe sur une orbite qui, déjà, lors de son premier passage - le porte plus près de la surface solaire que n'importe quel vaisseau spatial n'est jamais allé, bien dans la couronne. Parker Solar Probe effectuera des manœuvres similaires six fois de plus au cours de sa mission de sept ans, aider le vaisseau spatial à la séquence finale d'orbites qui passent à un peu plus de 3,8 millions de milles de la photosphère.

"En étudiant notre étoile, nous pouvons en apprendre non seulement plus sur le Soleil, " a déclaré Thomas Zurbuchen, l'administrateur associé de la Direction de la mission scientifique au siège de la NASA. "Nous pouvons également en apprendre davantage sur toutes les autres étoiles de la galaxie, l'univers et même les débuts de la vie."