Les scientifiques savent qu'un vent solaire sort du Soleil et se précipite dans le vide de l'espace, secouant constamment la Terre et les autres planètes avec des vents de particules chargées.

Ils ne l'ont tout simplement jamais vu, du moins pas en tant que processus connecté.

Au lieu, les scientifiques se sont appuyés sur une poignée de télescopes d'observation solaire, aucun optimisé pour voir le vent, assembler les pièces du puzzle de la façon dont le vent souffle du Soleil, finalement se libérer des champs magnétiques de l'étoile. L'image décousue que ces instruments brossent – ​​qui laisse au mieux des angles morts béants aux pôles du Soleil – rend difficile la détermination de l'évolution du vent.

Une constellation récemment financée de quatre microsatellites, surnommé PUNCH (Polarimètre pour UNifier la Couronne et l'Héliosphère), va changer cela.

"Avec les instruments existants, nous avons toujours dû réparer les choses avec des écarts entre les deux, " a déclaré Sarah Gibson, directeur par intérim de l'Observatoire de haute altitude du National Center for Atmospheric Research (NCAR), qui coordonne les efforts scientifiques de la mission. « PUNCH comble les lacunes et combine les données d'une manière totalement fluide et cohérente. Tout est adapté par la conception. »

PUNCH aidera également les chercheurs à mieux comprendre la structure et la trajectoire des éjections de masse coronale après leur éruption à la surface du Soleil, des informations qui pourraient être essentielles pour améliorer les prévisions de la façon dont ces phénomènes météorologiques spatiaux pourraient avoir un impact sur la Terre. Les éjections de masse coronale (CME) ont le potentiel de mettre en danger les satellites et les astronautes, et perturber les communications radio et GPS, et au pire, déclencher des courants souterrains qui peuvent endommager les réseaux électriques, mais le degré d'impact dépend de leur éloignement du Soleil et de la façon dont leur champ magnétique est orienté par rapport à celui de la Terre.

COUP DE POING, qui est dirigé par le Southwest Research Institute (SwRI), a été sélectionné en juin par la NASA pour être financé en tant que mission Small Explorers (SMEX). La date cible de lancement des satellites, dont chacun pèsera environ 100 livres une fois construit, est en 2022.

Outre le NCAR et le SwRI, les autres partenaires de la mission comprennent le Naval Research Laboratory, Laboratoire Rutherford Appleton, et une équipe scientifique couvrant plusieurs continents.

Cartographier en permanence le vent

Les scientifiques s'intéressent depuis longtemps à la transition entre la couronne solaire (ou atmosphère extérieure) et l'héliosphère (la bulle qui entoure toutes les planètes et est imprégnée par le vent solaire). Où commence l'un et où finit l'autre ?

Alors que le jeune vent solaire traverse la couronne, son comportement est encore dominé par les champs magnétiques du Soleil. Mais une fois qu'il s'échappe de la couronne, son comportement change. Les observations du vent solaire faites avec le patchwork des télescopes existants suggèrent que le vent accélère et devient plus turbulent une fois qu'il quitte la couronne, le faisant paraître presque duveteux. Maintenant, les scientifiques veulent connaître l'emplacement de la frontière, appelée la Zone d'Alfvén, et si le moelleux, appelé floculation, dans les observations est due à un changement réel du vent ou simplement à un sous-produit du regroupement des données de différents télescopes.

PUNCH est conçu pour répondre à ces questions. Ses quatre, des satellites de la taille d'une valise, pour la première fois, cartographier en permanence le flux du jeune vent solaire de la couronne extérieure à l'héliosphère intérieure.

"Parce que PUNCH a des instruments assortis, nous pouvons regarder cette transition et savoir si ce que nous voyons est à cause de l'instrument ou à cause de la physique fondamentale, " a déclaré Gibson.

Les instruments à bord des quatre microsatellites sont 10 fois plus sensibles que tous les télescopes précédents et leur formation - avec un satellite proche et trois travaillant ensemble pour balayer une zone plus éloignée - assurera une vue continue.

Une vue en trois dimensions

Les instruments à bord du PUNCH observeront également la lumière polarisée et non polarisée. La lumière peut se polariser lorsqu'elle se disperse à partir de particules dans l'atmosphère de la Terre ou du Soleil. Mesurer la lumière polarisée et la contraster avec la lumière non polarisée peut donner aux scientifiques un aperçu en 3 dimensions de la densité et de la structure des particules.

Cela peut être particulièrement utile lorsque vous essayez de déterminer les impacts d'une FMC. La combinaison des informations glanées à partir d'images polarisées et non polarisées d'un CME pourrait permettre aux scientifiques de déterminer sa trajectoire et de mieux comprendre sa structure, lequel, à son tour, pourrait révéler l'orientation de son champ magnétique, dit Gibson.

Les satellites PUNCH auront du mal à glaner ces informations sur les CME lancés directement vers la Terre, puisqu'ils observent le Soleil depuis la propre orbite de la Terre. Cependant, Les observations PUNCH des CME avec des trajectoires éloignées de la Terre fourniront des informations uniques qui pourront éclairer les futures méthodes de prévision météorologique spatiale.

"Photographier le ciel en lumière polarisée est la sauce secrète de la mission, " a déclaré Craig DeForest, scientifique du SwRI, Le chercheur principal de PUNCH. "Quand la lumière du soleil rebondit sur les électrons, il devient polarisé. Cet effet de polarisation nous permet de mesurer comment les caractéristiques du vent solaire se déplacent et évoluent en trois dimensions, au lieu d'un simple plan d'image 2D. PUNCH est la première mission dotée de la sensibilité et de la capacité de polarisation pour suivre régulièrement les caractéristiques du vent solaire en 3D. »