Au début des années 1980, les héliophysiciens avaient besoin de réponses. Ils voulaient apprendre à protéger les astronautes et les biens autour de la Terre contre les conditions météorologiques spatiales potentiellement dommageables résultant de notre soleil tumultueux. Pour faire ça, ils avaient besoin de mieux comprendre l'évolution constante, système spatial dynamique autour de notre planète, y compris les mesures des propriétés du vent solaire, le flot constant de particules chargées provenant du soleil. Répondre à cet appel fut la bien nommée mission Wind, lancé il y a 25 ans, le 1er novembre 1994. Le vent orbite actuellement au premier point de Lagrange, L1, un point d'équilibre gravitationnel entre le soleil et la Terre, qui permet au vaisseau spatial de faire face au soleil à tout moment.

Depuis 25 ans, Le vent a étudié le gaz chauffé de particules chargées - connu sous le nom de plasma - qui remplit l'espace entre les planètes. Les observations ont permis aux scientifiques de mieux comprendre le vent solaire et ses interactions avec l'environnement proche de la Terre. Les données sur le vent ont contribué à élucider les propriétés du vent solaire, météo spatiale intense, et l'espace interstellaire, ainsi que d'aider d'autres engins spatiaux qui ont continué à étudier le soleil de près.

Jusque là, Les données de Wind ont été utilisées dans plus de 5, 000 parutions, et soutenu près de 100 diplômes d'études supérieures. Il prend régulièrement des données depuis 25 ans, et a assez de carburant sur son orbite actuelle pour durer jusqu'en 2074. Les résultats scientifiques de Wind sont prodigieux - voici quelques-uns des résultats les plus cool des 25 dernières années :

1. Radio solaire

Au début de sa mission, Le vent est à l'écoute des fréquences radio du soleil. En écoutant, Le vent a pu détecter un bourdonnement provenant de notre étoile; le soleil chantait. En suivant les changements infimes de cette fréquence, les scientifiques peuvent observer à distance la surface du soleil et la météo spatiale qui se dirige vers la Terre.

2. Poussière interstellaire

Dans les premières années d'observation, les scientifiques ont remarqué que quelque chose d'intéressant se passait avec les détecteurs de champ électrique de Wind à bord de la mission. De temps en temps, un grand pic apparaîtrait dans les données. Finalement, les scientifiques ont déterminé l'origine des pointes :des particules de poussière ultra-rapides impactant le vaisseau spatial. Lorsque ces particules de poussière frappent le vent, ils créent de minuscules explosions de plasma à l'impact, ce qui a entraîné des pointes de champ électrique sur les instruments. De telles particules peuvent provenir de l'intérieur ou de l'extérieur du système solaire, mais la plupart des particules interstellaires sont maintenues à l'écart en raison de l'influence du vent solaire. Nous n'avons pas beaucoup d'outils dans l'espace pour les détecter. Jusqu'à présent, le vent a mesuré bien plus de 100, 000 impacts de particules de poussière. Les scientifiques peuvent utiliser les informations pour déterminer d'où vient cette poussière et mieux comprendre les propriétés de l'espace en dehors de l'influence de notre soleil.

3. Coup ou raté ?

Le vent a grandement aidé les scientifiques à comprendre les éjections de masse coronale, ou CME. Le vent a été conçu pour mesurer les champs magnétiques des CME lors de leur passage. Les éjections de masse coronale sont de gigantesques nuages ​​de matière solaire qui jaillissent du soleil, tirant les champs magnétiques solaires le long de la balade. Depuis les années 1980, les scientifiques ont amélioré leur capacité à déterminer quels CME frapperaient la Terre, et qui manquerait la Terre, sur la base de ce que le vent observe au passage d'un CME. Cela a permis aux scientifiques de la météorologie spatiale d'aujourd'hui de créer des modèles plus précis qui leur permettent de déterminer où un CME frappera, juste en voyant à quoi il ressemble lorsqu'il se rapproche de la Terre.

4. Fait pour durer

Après 25 ans, Le vent n'est pas encore fini. Le vent a assez de carburant pour continuer à orbiter et à prendre des données jusqu'en 2074 - encore 55 ans de science. Mais comment reste-t-il si longtemps là-haut ? Pour un, il est sur une orbite stabilisée en spin. Cela signifie qu'il tourne sur lui-même comme une toupie, qui le maintient stable sur son orbite. Cela signifie également que Wind n'a pas besoin d'utiliser beaucoup de carburant pour rester en place. Il est également très bien protégé—très conducteur, de sorte que le vent solaire et les autres particules qui interagissent avec lui ne concernent pas le vaisseau spatial.

5. Haute certitude

En plus de l'ingénierie du vaisseau spatial, les instruments ont été conçus pour une triple redondance, ce qui signifie qu'il existe trois mesures indépendantes de la densité du plasma. Disposer de ces systèmes redondants permet une analyse de données très précise, et signifie que le vent peut être utilisé pour calibrer les instruments sur d'autres engins spatiaux. Wind enregistre ces données sur deux magnétophones, un peu comme une cassette VHS ou une cassette. Le satellite renvoie les données vers la Terre, et ce n'est qu'une fois que ces données sont reçues que Wind écrira ces données.

6. Un cycle solaire complet

La longévité du vent lui a permis d'observer un cycle solaire complet de 22 ans, le cycle récurrent au cours duquel tout le champ magnétique solaire inverse la polarité. C'est-à-dire, chaque pôle magnétique passe du positif au négatif ou vice versa, puis revient à nouveau. Le vent à long terme, des observations de haute précision ont donné aux scientifiques la seule source unique, observation continue du vent solaire sur un cycle solaire complet.

7. Reconnexion magnétique

Au cours d'un détour par le champ magnétique terrestre, Le vent a traversé par hasard une région subissant un processus appelé reconnexion magnétique. La reconnexion magnétique se produit lorsque les lignes de champ magnétique se tordent et finissent par se casser. Près de la Terre, les champs magnétiques de notre planète reviennent vers les pôles, apportant des faisceaux de particules de plasma à haute énergie pour le trajet et des particules excitantes dans la haute atmosphère terrestre. Lorsque Wind a mesuré ce processus, les scientifiques ont découvert quelque chose d'intéressant :le processus semblait être sans collision. C'est-à-dire, au lieu d'être poussées - comme une goutte d'eau pousse la suivante dans un événement en chaîne qui crée un courant - les particules se sont déplacées parce qu'elles étaient guidées par le champ magnétique. Ce n'était pas ce qui était attendu. Les particules ont tendance à réagir entre elles, mais dans le choc sans collision, ils ignoraient essentiellement l'existence de l'autre. La découverte a aidé à expliquer pourquoi la reconnexion magnétique observée était tellement plus rapide que précédemment prédit par la reconnexion qui dépendait des collisions.

8. Instabilité plasmatique

Vent solaire, malgré le nom, ne se comporte pas comme le vent sur Terre. Plus le vent s'éloigne de sa source, le soleil, plus il devient rapide et chaud, contrairement à tout phénomène que nous connaissons sur Terre. Récemment, Les données de Wind suggèrent qu'il se passe quelque chose dans le vent solaire qui pourrait expliquer cette mystérieuse propriété :les ondes cyclotron ioniques. C'est une bouchée, mais les ondes cyclotron ioniques ne sont que des ondes électromagnétiques où les champs tournent selon des rythmes ondulatoires tout en se propageant également dans le vent solaire. Le vent a montré que ces ondes cyclotron ioniques apparaissent dans le vent solaire près de la Terre. Des missions comme Parker Solar Probe ont la capacité de tester si de telles ondes expliquent le problème de chauffage coronal solaire.

9. L'hélium et le vent solaire

L'un des instruments sur Wind a repéré une qualité intéressante du vent solaire. L'expérience du vent solaire utilise une tasse de Faraday - une plaque collectrice de charge - pour mesurer la vitesse, densité, et la température de l'hydrogène et de l'hélium dans le vent solaire. En étudiant le vent solaire sur 10 ans avec plus de 2,5 millions de mesures, les scientifiques ont remarqué que le vent solaire ne voyageait jamais à moins de 161 miles par seconde. Plus lent, et le vent solaire ne pouvait pas s'échapper de la surface du soleil. Ils ont également vu que plus le vent solaire est rapide, plus il y avait d'hélium à l'intérieur, avec à peine de l'hélium observé aux vitesses les plus basses. Cela indique aux scientifiques que l'hélium aide en quelque sorte à régler la vitesse du vent solaire, mais ils sont toujours à la recherche du processus exact qui cause cela. D'autres missions volant plus près du soleil, telles que Parker Solar Probe de la NASA et Solar Orbiter de l'ESA, dont le lancement est prévu en février 2020—peut fournir des indices supplémentaires.

10. Cordes de flux

Les données haute résolution du vent ont offert un nouvel aperçu de la fréquence d'un phénomène solaire appelé cordes de flux, de minces brins de faisceaux de champ magnétique qui se détachent du soleil et interagissent avec la magnétosphère terrestre. Contrairement aux CME plus grandes qui se produisent plus souvent pendant le maximum solaire, ces cordes de flux apparaissent plus fréquemment pendant le minimum solaire. Les scientifiques continuent de les étudier pour comprendre comment ils interagissent avec notre magnétosphère.

Au cours des 25 dernières années, Les observations du vent ont offert de nouvelles perspectives sur de multiples phénomènes solaires et plasmatiques, y compris les rayons gamma et la physique cinétique. Alors qu'il poursuit ses observations du soleil et de l'espace proche de la Terre, Wind répondra à l'appel d'observations plasma et vent solaire, et peut-être introduire encore plus de mystères à étudier dans le futur.