Les sondes jumelles Van Allen ont passé plus de six ans en orbite à travers les ceintures de radiation de la Terre. Les changements d'orbite au début de 2019 garantiront que le vaisseau spatial finira par se désorbiter et se désintégrer dans l'atmosphère terrestre. Crédit :Studio de visualisation scientifique de Goddard de la NASA
Deux durs, résilient, Les vaisseaux spatiaux de la NASA sont en orbite autour de la Terre depuis six ans et demi, volant à plusieurs reprises à travers une zone dangereuse de particules chargées autour de notre planète appelée les ceintures de radiation de Van Allen. Les sondes jumelles Van Allen, lancé en août 2012, ont confirmé les théories scientifiques et révélé de nouvelles structures et processus à l'œuvre dans ces régions dynamiques. Maintenant, ils amorcent une nouvelle et dernière phase de leur exploration.
Le 12 février, 2019, l'une des sondes jumelles Van Allen commence une série de manœuvres de descente d'orbite pour amener son point d'orbite le plus bas, appelé périgée, un peu moins de 190 miles plus près de la Terre. Cela portera le périgée d'environ 375 miles à environ 190 miles, un changement qui positionnera le vaisseau spatial pour une éventuelle rentrée dans l'atmosphère terrestre environ 15 ans plus tard.
« Pour que les sondes Van Allen aient une rentrée contrôlée dans un délai raisonnable, nous devons abaisser le périgée, " a déclaré Nelli Mosavi, chef de projet pour les sondes Van Allen au Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, ou APL, à Laurier, Maryland. "A la nouvelle altitude, la traînée aérodynamique fera tomber les satellites et finira par les brûler dans la haute atmosphère. Notre mission est d'obtenir de grandes données scientifiques, et aussi pour nous assurer que nous évitons plus de débris spatiaux afin que les prochaines générations aient également la possibilité d'explorer l'espace. »
L'autre des deux sondes Van Allen suivra en mars, également commandée par l'équipe des opérations de la mission à l'APL, qui a conçu et construit les satellites.
Les sondes de Van Allen passent la majeure partie de leur orbite dans les ceintures de rayonnement de la Terre :des bandes en forme de beignet de particules sous tension (protons et électrons) piégées dans le champ magnétique terrestre. Ces particules en mouvement rapide créent des rayonnements qui peuvent interférer avec l'électronique des satellites et pourraient même constituer une menace pour les astronautes qui les traversent lors de voyages interplanétaires. La forme, la taille et l'intensité des ceintures de radiation changent en réponse à l'activité solaire, ce qui rend difficile la prédiction de leur état.
Initialement désigné comme une mission de deux ans - sur la base de prédictions selon lesquelles aucun vaisseau spatial ne pourrait fonctionner beaucoup plus longtemps que celui dans les ceintures de radiations dures - ces vaisseaux spatiaux robustes ont fonctionné sans incident depuis 2012, et continuer à permettre des découvertes révolutionnaires sur les ceintures de Van Allen.
"La mission Van Allen Probes a fait un travail formidable en caractérisant les ceintures de radiation et en nous fournissant les informations complètes nécessaires pour déduire ce qui s'y passe, " a déclaré David Sibeck, scientifique de mission pour les sondes Van Allen au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "La survie même de ces engins spatiaux et de tous leurs instruments, pratiquement indemne, après toutes ces années, c'est un accomplissement et une leçon apprise sur la façon de concevoir des engins spatiaux."
Chaque vaisseau spatial sera déplacé vers un nouveau, périgée inférieur d'environ 190 miles au-dessus de la Terre à travers une série de cinq brûlures de moteur de deux heures. Parce que les sondes Van Allen tournent en orbite, les dates de ces brûlures devaient être choisies avec soin. La géométrie nécessaire n'arrive qu'une ou deux fois par an :pour le vaisseau spatial B, cette période tombe du 12 au 22 février de cette année, et pour le vaisseau spatial A, c'est du 11 au 22 mars.
Après avoir effectué des manœuvres de désorbite en février et mars 2019, les orbites hautement elliptiques des sondes Van Allen se resserreront progressivement au cours des 15 à 25 prochaines années à mesure que le vaisseau spatial subira une traînée atmosphérique au périgée, le point de leurs orbites le plus proche de la Terre. Cette traînée atmosphérique les entraînera sur une orbite circulaire dès 2034, à quel point le vaisseau spatial commencera à entrer dans l'atmosphère terrestre et à se désintégrer en toute sécurité. Crédit :Johns Hopkins APL
Les brûlures du moteur utiliseront chacune environ 4,4 livres de propulseur, laissant le vaisseau spatial avec suffisamment de carburant pour garder leurs panneaux solaires pointés vers le Soleil pendant environ un an de plus.
"Nous continuerons à opérer et à obtenir de nouvelles connaissances scientifiques sur notre nouvelle orbite jusqu'à ce que nous soyons à court de carburant, à quel point nous ne pourrons pas pointer nos panneaux solaires vers le Soleil pour alimenter les systèmes des engins spatiaux, " a déclaré Mosavi.
Au cours de leur dernière année de vie, les sondes Van Allen continueront de recueillir des données sur les ceintures de rayonnement dynamique de la Terre. Et leur nouveau, Les passages inférieurs à travers l'atmosphère terrestre fourniront également de nouvelles informations sur la façon dont l'oxygène dans la haute atmosphère terrestre peut dégrader les instruments satellites, des informations qui pourraient aider les ingénieurs à concevoir des instruments satellites plus résistants à l'avenir.
"Le vaisseau spatial et les instruments nous ont donné un aperçu incroyable des opérations du vaisseau spatial dans un environnement à fort rayonnement, ", a déclaré Mosavi. "Tout le monde sur la mission ressent un réel sentiment de fierté et d'accomplissement dans le travail que nous avons accompli et la science que nous avons fournie au monde, même lorsque nous commençons les manœuvres de désorbite."
