Samedi, La NASA a lancé une mission audacieuse pour voler directement dans l'atmosphère du soleil, avec un vaisseau spatial nommé Parker Solar Probe, d'après l'astrophysicien solaire Eugene Parker. Le navire incroyablement résistant, vaguement en forme d'ampoule de la taille d'une petite voiture, a été lancé tôt le matin depuis la base aérienne de Cap Canaveral en Floride. Sa trajectoire visera droit le soleil, où la sonde se rapprochera de la surface solaire que tout autre vaisseau spatial de l'histoire.

La sonde orbitera autour de la couronne boursouflée, résister à des niveaux de rayonnement et de chaleur sans précédent, afin de renvoyer vers la Terre des données sur l'activité du soleil. Les scientifiques espèrent que ces données éclaireront la physique du comportement stellaire. Les données aideront également à répondre aux questions sur la façon dont les vents du soleil, éruptions, et les fusées éclairantes façonnent le temps dans l'espace, et comment cette activité peut affecter la vie sur Terre, ainsi que des astronautes et des satellites dans l'espace.

Plusieurs chercheurs du MIT collaborent à la mission, y compris les co-chercheurs principaux John Belcher, la classe de 1992 professeur de physique, et John Richardson, chercheur principal à l'Institut Kavli d'astrophysique et de recherche spatiale du MIT. MIT News a parlé avec Belcher de la mission historique et de ses racines à l'Institut.

Q :Ce doit être un véhicule extrême pour résister au rayonnement du soleil à une distance aussi rapprochée. Quels types d'effets la sonde subira-t-elle lorsqu'elle orbitera autour du soleil, et qu'en est-il du vaisseau spatial qui l'aidera à maintenir le cap ?

R : Le vaisseau spatial s'approchera à 3,9 millions de kilomètres du soleil, bien dans l'orbite de Mercure et plus de sept fois plus près que n'importe quel vaisseau spatial auparavant. Cette distance est d'environ 8,5 rayons solaires, très proche de la région où le vent solaire est accéléré. À ces distances, le soleil sera plus de 500 fois plus brillant qu'il n'y paraît sur Terre, et le rayonnement des particules de l'activité solaire sera sévère.

Afin de survivre, le vaisseau spatial replie ses panneaux solaires dans l'ombre de son ombre solaire protectrice, laissant juste assez de panneaux spécialement inclinés à la lumière du soleil pour fournir de l'énergie plus proche du soleil. Pour réaliser ces investigations inédites, le vaisseau spatial et les instruments seront protégés de la chaleur du soleil par un bouclier en composite de carbone de 4,5 pouces d'épaisseur, qui devra résister à des températures à l'extérieur de l'engin spatial qui atteignent près de 2, 500 degrés Fahrenheit.

Q :Quelles données la sonde va-t-elle collecter ? et quelles informations les scientifiques espèrent-ils en fin de compte tirer de ces données ?

A:Il y aura une variété d'instruments pour mesurer les particules solaires et les champs près du soleil, comprenant un instrument à plasma à basse énergie, un magnétomètre, et une suite d'instruments à particules énergétiques. Ceux-ci permettront de déterminer la structure et la dynamique des champs magnétiques aux sources du vent solaire, tracer le flux d'énergie qui chauffe la couronne et accélère le vent solaire, et déterminer quels mécanismes accélèrent et transportent les particules énergétiques.

L'accélération du vent solaire reste une question en suspens, principalement parce que toute l'accélération est terminée d'ici [le temps que le vent a parcouru] 25 rayons solaires. La Terre est située à 215 rayons solaires, nous n'avons donc jamais fait les observations les plus cruciales près du soleil. Ce n'est qu'en s'approchant si près du soleil que l'on a une chance de répondre définitivement à ce qui accélère le vent. La question principale est de savoir si les processus thermiques ou les processus d'accélération des vagues sont les plus importants, ou les deux.

Q :Quel est le rôle du MIT dans cette entreprise ?

R :John Richardson et moi-même sommes co-investigateurs de l'enquête Solar Wind Electrons Alphas and Protons (SWEAP) pour la mission. Le chercheur principal, Professeur Justin Kasper de l'Université du Michigan, est diplômé du MIT et a été formé par Alan Lazarus, travaillant sur la coupe Faraday lancée sur le satellite DSCOVR en 2014.

L'enquête SWEAP est l'ensemble d'instruments sur le vaisseau spatial qui mesurera directement les propriétés du plasma dans l'atmosphère solaire lors de ces rencontres. Un composant spécial de SWEAP est un petit instrument qui regardera autour du bouclier thermique protecteur du vaisseau spatial directement au soleil, le seul instrument du vaisseau spatial à le faire. Cela permettra à SWEAP de balayer un échantillon de l'atmosphère du soleil, notre étoile, pour la première fois à ces distances.

Ce petit instrument regardant autour du bouclier thermique est une tasse de Faraday, et est un descendant direct du premier instrument pour mesurer l'existence de l'expansion du vent solaire supersonique. Cette mesure a été effectuée par le professeur Herb Bridge, Dr Al Lazare, et le professeur Bruno Rossi, [tout le MIT], sur Explorer 10 en 1961.

En parallèle la sonde solaire Faraday cup mesure les propriétés du vent solaire proche du soleil à 8 rayons solaires, une tasse sœur Faraday sur Voyager (lancée en 1977) mesurera probablement le plasma dans l'espace interstellaire local, totalement en dehors de l'atmosphère solaire, au-delà de 100 unités astronomiques, ou 20, 000 rayons solaires. Cet instrument Voyager 2 est dans l'espace depuis plus de 40 ans, renvoyant constamment des données à la Terre. Ainsi, deux sondes qui retracent leur lignée jusqu'au MIT, le professeur Herb Bridge effectueront des mesures aux extrémités opposées du système solaire, d'aussi près que possible du soleil jusqu'à aussi loin que le milieu interstellaire local.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.