Le 11 août La NASA prévoit de lancer le premier vaisseau spatial de la Terre à s'aventurer à l'intérieur des orbites de Vénus et de Mercure pour toucher le bord même de la couronne de feu du soleil.

Équipé d'instruments conçus et construits à l'Université de Californie, Berkeley, la sonde solaire Parker atteindra un objectif dont les scientifiques spatiaux rêvent depuis des décennies :se rapprocher suffisamment du soleil pour apprendre comment la surface turbulente que nous voyons depuis la Terre déverse son énergie dans la couronne et la chauffe à près de 2 millions de degrés Fahrenheit, engendrer le vent solaire qui bombarde continuellement notre planète.

"C'est un morceau de science héliophysique que nous voulions tous depuis longtemps, depuis les années 1950, " dit Stuart Bale, un professeur de physique à l'UC Berkeley, ancien directeur du laboratoire des sciences spatiales du campus et l'un des quatre chercheurs principaux pour les instruments à bord de la mission. "Pour moi personnellement, Je travaille sur la sonde depuis son homologation en 2010, mais j'ai vraiment passé une grande partie de ma carrière à m'y préparer."

La sonde solaire voyagera plus vite que n'importe quel vaisseau spatial de l'histoire, à son apogée atteignant 430, 000 milles à l'heure, et ne seront que de quatre et demi diamètres solaires, ou 3,8 millions de miles, au dessus de la surface solaire à son placard approche du soleil vers 2024. La sonde est équipée d'un bouclier thermique pour protéger ses capteurs de la chaleur du soleil, qui pourrait atteindre 2, 500 degrés Fahrenheit, presque assez chaud pour faire fondre l'acier.

A cette distance, la sonde solaire se trouvera dans une région où les électrons et les atomes ionisés - principalement des ions hydrogène, ou des protons, et des ions hélium, appelées particules alpha – sont accélérées et projetées vers les planètes à grande vitesse.

Lorsque ces ions, appelé le vent solaire, frapper la Terre, ils interagissent avec les champs magnétiques de la Terre et génèrent des aurores boréales et méridionales ainsi que des tempêtes dans l'atmosphère ultrapériphérique qui interfèrent avec les communications radio et les opérations des satellites. Accéléré à des vitesses plus élevées, les particules dites « énergétiques solaires » peuvent constituer un danger pour les astronautes.

Les scientifiques ne savent toujours pas comment les ions du vent solaire sont accélérés, ou pourquoi les ions et les électrons de la couronne sont tellement plus chauds, environ 1,7 million de degrés Fahrenheit, que la surface du soleil, qui est un 10 relativement cool, 000 degrés Fahrenheit. La sonde solaire Parker pourrait répondre à ces questions, et aider les scientifiques sur Terre à prévoir les grandes éruptions du soleil qui représentent le plus grand danger pour nos engins spatiaux et nos systèmes de communication.

Suivez les champs magnétiques

DES CHAMPS, une suite d'instruments construits au laboratoire des sciences spatiales de l'UC Berkeley, est l'un des quatre ensembles d'instruments à bord de la sonde. À l'aide d'une flèche de six pieds se projetant dans la direction de déplacement du vaisseau spatial, il mesurera les champs électriques et magnétiques dans la couronne, qui indiquera aux scientifiques l'énergie totale provenant du soleil.

Ces mesures testeront une théorie sur la façon dont le soleil chauffe la couronne :en secouant les lignes de champ magnétique. Le puissant champ magnétique du soleil s'étend loin dans l'espace, mais les lignes de champ magnétique sont ancrées dans des régions de surface qui se déplacent constamment à cause de la convection en dessous, comme de l'eau bouillante. Le mouvement constant de la base des lignes de champ magnétique crée des ondes qui se déplacent vers l'extérieur le long des lignes, tout comme le fait de secouer le bout d'une longue corde envoie des vagues à l'autre extrémité. En quelque sorte, ces ondes dites d'Alfvén accélèrent les particules à des vitesses élevées et les projettent dans l'espace.

« Si le modèle basé sur les vagues est correct, alors je pense que nos mesures seront les mesures fondamentales sur la mission, " a déclaré Bale.

L'autre théorie populaire est que de minuscules éruptions appelées nanoflares sur toute la surface du soleil produisent des champs magnétiques qui se croisent, reconnecter et projeter des boucles de champ magnétique déconnectées dans l'espace, accélérer les ions avec elle. Cela a été proposé pour la première fois en 1987 par Eugene Parker, d'où le nom de la sonde solaire. Maintenant 91, Parker a prédit l'existence et nommé le vent solaire dans les années 1950.

Les antennes radio du package FIELDS rechercheront les ondes radio créées par les nanoflares, qui n'ont pas encore été détectés, tandis qu'un autre paquet d'instruments, SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons), enregistrera la vitesse des électrons du vent solaire, les protons et les particules alpha qui passent à côté de la sonde. La corrélation de l'activité des nanoflares ou des microflares avec le flux de particules provenant du soleil pourrait confirmer la théorie de la reconnexion magnétique. SWEAP est dirigé par l'Université du Michigan et le Smithsonian Astrophysical Observatory à Cambridge, Massachusetts, bien qu'une grande partie de l'instrument ait été conçue et construite au Space Sciences Laboratory de l'UC Berkeley.

Deux autres ensembles d'instruments seront à bord de la sonde. WIPR, l'imageur grand champ pour Parker Solar Probe, a été construit au Naval Research Laboratory et capturera des images en lumière visible de la couronne solaire directement devant la sonde en orbite. ISʘIS (prononcé E-sis) - abréviation de Integrated Science Investigation of the Sun, et incluant , le symbole du Soleil, dans son acronyme - est dirigé par l'Université de Princeton et mesurera l'énergie et l'identité des électrons et des ions sous tension, comprenant des ions plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, afin de découvrir comment ils sont parfois accélérés à une vitesse proche du soleil.

Ensemble, ces instruments devraient être capables d'enregistrer l'accélération du vent solaire du subsonique au supersonique et la naissance des particules solaires les plus énergétiques.

"La physique du plasma est vraiment difficile à étudier en laboratoire, " dit Bale, qui se concentre sur le rôle des champs magnétiques et du plasma ionisé dans l'espace, en particulier autour d'étoiles comme le soleil. "Coller un vaisseau spatial directement dans le plasma chaud fait un laboratoire idéal."

En boucle autour de Vénus

Cette sonde est la chance d'une vie pour Bale. Bien que son équipe déploiera des perches et testera les fonctions des instruments un jour après le lancement, la plupart des instruments seront alors éteints et ne commenceront à prendre des mesures réelles de la couronne que lorsque la sonde aura atteint sa première approche rapprochée du soleil en novembre.

Après une boucle autour de Vénus pour ralentir, la sonde se rapprochera le plus près qu'un vaisseau spatial ait jamais été du soleil, une distance du centre du soleil égale à 36 fois le rayon du soleil (36 rayons solaires). Vénus orbite à 155 rayons solaires et Mercure à 83 rayons solaires.

Au cours des six prochaines années, la sonde fera encore six fois le tour de Vénus, progressant progressivement jusqu'à environ 9,8 rayons solaires du centre du soleil. Là, ce sera bien dans la couronne, au bord extérieur duquel les particules dépassent la vitesse du son – la vitesse d'Alfvén, qui est d'environ 200 miles par seconde - et n'appelle plus le soleil à la maison.

"Le but de la mission est d'entrer dans cette région de transition, on rentre donc dans la vraie couronne où le flux est subalfvénique, " Bale a déclaré. "Nous pensons que la limite est à environ 15 rayons solaires, donc nous ne commencerons probablement pas à le frapper avant 2021. »

Une fois à l'intérieur de la couronne, la sonde peut voir les lignes de champ magnétique agitées, ou les vagues d'Alfvén, rebondissant entre la surface du soleil et le bord de la couronne, une cascade turbulente qui peut être la boucle de rétroaction qui accélère les particules aux vitesses élevées observées dans le vent solaire.

« Début décembre, Je compte avoir ce premier passage de données à 35 rayons solaires, et je suis sûr que ce sera révolutionnaire. Il y aura de super nouveautés là-dedans, d'après ce que nous savons des missions précédentes, " a déclaré Bale.

Au cours de sa durée de vie de sept ans, la sonde plongera 24 fois dans l'atmosphère intérieure du soleil. Dans le cadre des efforts de sensibilisation de la NASA, plus de 1,1 million de personnes ont soumis leur nom pour qu'il soit enregistré sur une carte mémoire qui accompagnera le vaisseau spatial autour du soleil.

Le lancement de la sonde est prévu aux premières heures de samedi, 11 août de la base aérienne de Cap Canaveral en Floride, à bord d'une fusée United Launch Alliance Delta IV Heavy avec un étage supérieur pour la propulser hors de l'orbite terrestre vers Vénus.