Solar Orbiter à l'intérieur de l'installation d'essai. Crédit :Imperial College de Londres
Un instrument construit par l'Empire étudiera le champ magnétique du soleil à bord du vaisseau spatial Solar Orbiter après son lancement début 2020.
Orbiteur solaire, une mission de l'Agence spatiale européenne (ESA), étudiera le soleil avec des détails sans précédent à seulement 50 millions de kilomètres, à l'intérieur de l'orbite de Mercure. Le vaisseau spatial doit être lancé en février 2020 avec une suite de dix instruments, dont l'un est construit et dirigé par des scientifiques impériaux.
Le professeur Tim Horbury est le chercheur principal pour l'instrument magnétomètre (MAG) et Helen O'Brien est l'ingénieur en chef. Tous deux sont du Département de physique de l'Impériale, qui accueille plusieurs membres de l'équipe MAG, qui compte également des membres de toute l'Europe et des États-Unis.
Après des mois de tests approfondis pour s'assurer que le vaisseau spatial et les instruments sont prêts pour le vol, l'équipe attend maintenant le lancement de Cape Canaveral de la NASA en Floride.
Le professeur Horbury a déclaré :"Après toutes ces années à travailler sur Solar Orbiter, c'est tellement excitant d'être à seulement cinq mois du lancement. Nous devrions commencer à récupérer très rapidement les mesures de l'instrument ; Je n'arrêterai pas de m'inquiéter tant que nous n'aurons pas vu les vraies données en vol, mais c'est une étape vraiment importante le long du chemin.
« Solar Orbiter va faire tellement de choses scientifiques pour nous aider à comprendre comment le soleil fonctionne et comment il affecte toutes nos vies, et il y a une communauté de scientifiques, à l'Impériale, ailleurs au Royaume-Uni, et partout dans le monde, qui ont hâte de mettre la main sur nos mensurations."
Mesurer le soleil
L'instrument MAG mesurera le champ magnétique du soleil dans l'espace interplanétaire. Ce champ est généré sous la surface de l'étoile lorsqu'elle tourne d'une manière similaire à celle de la Terre, mais c'est beaucoup plus changeant.
Le champ magnétique du soleil est transporté dans l'espace interplanétaire par un flux de particules appelé vent solaire. Lorsque ce champ magnétique arrive près de la Terre, il peut interagir avec le nôtre pour produire la météo spatiale, qui peuvent perturber les réseaux électriques et affecter les satellites. Solar Orbiter étudiera la science derrière ces événements importants.
A sa surface, le champ magnétique du soleil est environ le double de celui de la Terre, mais dans l'espace lointain, il est des dizaines de milliers de fois plus petit, donc MAG doit être incroyablement sensible. Cela signifie également le vaisseau spatial lui-même, et tous ses autres instruments, ne doivent pas produire eux-mêmes de champs magnétiques importants afin de ne pas interférer avec le champ magnétique interplanétaire.
Crédit :Imperial College de Londres
Des tests rigoureux
L'ensemble du vaisseau spatial Solar Orbiter, avec tous ses instruments à bord, a été soumis à un ensemble rigoureux de tests de champ magnétique cet été, prouvant qu'il est suffisamment « propre » magnétiquement pour permettre à MAG de faire son travail une fois en orbite.
Le vaisseau spatial a été placé dans une installation unique dans une forêt au sud de Munich pour éviter les interférences avec les champs magnétiques générés par l'homme.
L'installation se compose entièrement de matériaux non magnétiques comme le bois et contient douze bobines de 15 mètres - presque aussi grandes que le bâtiment - qui créent un environnement magnétique cohérent qui annule le propre champ magnétique de la Terre, simuler les conditions de l'espace extra-atmosphérique.
Les tests ont d'abord caractérisé le comportement magnétique du vaisseau spatial non motorisé, pour s'assurer que le champ magnétique de Solar Orbiter est suffisamment faible pour que l'instrument MAG puisse fonctionner dans sa plage la plus sensible.
Des tests ultérieurs ont utilisé du courant électrique pour alimenter l'engin spatial et mesurer les variations possibles du champ magnétique de l'engin spatial lors d'opérations spécifiques, par exemple avec des courants supplémentaires générés par les moteurs ou par des éléments mobiles dont les filtres optiques interchangeables utilisés par les caméras embarquées pour prendre des images du soleil.
Énorme quantité de travail
L'analyse des tests magnétiques indique que les exigences de la mission étaient largement dans les limites de l'installation d'essai. Après le lancement, dans l'environnement encore plus calme de l'espace, d'autres mesures viendront compléter les résultats de ces tests pour caractériser pleinement les propriétés magnétiques de l'engin spatial.
Le professeur Horbury a ajouté :« Il est vital que notre instrument puisse mesurer les minuscules champs magnétiques dans l'espace, ce fut donc un énorme soulagement de pouvoir enfin voir les mesures qui confirment que le champ magnétique du vaisseau spatial est beau et petit.
"Nous sommes reconnaissants à l'énorme quantité de travail qui a été accomplie par tout le monde à l'Agence spatiale européenne, Airbus, et toutes les équipes d'instruments pour rendre cela possible."
