Notre compréhension de la météo spatiale, son origine sur le soleil, et sa progression et sa menace pour la Terre, comporte des lacunes critiques, des lacunes que l'orbiteur solaire de l'Agence spatiale européenne espère aider à combler après son prochain lancement.

La mission d'étude de la physique du soleil sera la première à capturer des images de ses pôles. L'orbiteur travaillera en coordination avec la sonde solaire Parker de la NASA, qui a été lancée en août 2018. Des chercheurs de l'Université du Michigan sont impliqués dans les deux missions.

Orbiter devrait être lancé le 7 février depuis Cap Canaveral.

Les tempêtes solaires sont des torrents de particules chargées et de champs électromagnétiques du soleil qui secouent le champ magnétique de la Terre. Des perturbations majeures peuvent endommager les lignes électriques et mettre en danger des transformateurs coûteux. Ils peuvent également endommager les satellites. Jusque récemment, notre capacité à prédire les menaces de l'activité solaire est venue de données collectées à partir de télescopes et d'engins spatiaux qui sont restés loin de l'action sur le soleil.

Aujourd'hui, grâce en partie à un cadre de modélisation de la météo spatiale développé à l'UM, nous avons des prévisions géospatiales régionales jusqu'à 45 minutes à l'avance. Bien que ce petit délai soit mieux que rien, il n'est probablement pas suffisant que les services publics d'électricité et autres se préparent à temps pour limiter les conséquences.

Solar Orbiter cherche à connecter l'activité sur le soleil avec le plasma solaire qui s'écoule dans l'héliosphère et détermine la météo spatiale.

"Nous ne comprenons pas pleinement comment la météo spatiale provient du soleil, " a déclaré Jim Raines, chercheur associé en sciences et ingénierie du climat et de l'espace. "En réalité, les événements sur le soleil sont très difficiles à prévoir en ce moment, bien qu'ils soient observables après coup. Nous ne pouvons pas les prévoir avec la précision dont nous avons vraiment besoin.

"Nous espérons que les connexions que nous établirons avec Solar Orbiter jetteront davantage les bases nécessaires pour construire un système capable de prédire avec précision la météo spatiale."

Solar Orbiter pourra réellement suivre les régions actives, qui sont des régions qui pourraient exploser en une éjection de masse coronale - un événement météorologique spatial solaire important, dit Raines.

Pour faire ça, lui et Sue Lepri, un professeur agrégé de sciences et d'ingénierie du climat et de l'espace et un chercheur principal adjoint sur la mission, sont co-investigateurs de l'analyseur de vent solaire d'Orbiter. La suite d'instruments comprend le capteur d'ions lourds, partiellement construit à U-M. HIS est une sorte de spectromètre de masse ionique qui décompose la composition du vent solaire qu'il échantillonne.

Connaître la composition aidera à déterminer où l'énergie est déposée et injectée dans le vent solaire et les éruptions solaires, ainsi que la façon dont les particules sont accélérées dans l'héliosphère. L'héliosphère est essentiellement la bulle autour du système solaire formée par le vent solaire. Il nous protège du rayonnement cosmique galactique.

Ces données permettront aux chercheurs de déterminer d'où provient le vent solaire échantillonné par Orbiter sur le soleil.

« Alors que la sonde solaire Parker se concentre sur les protons, les électrons et les particules alpha - les particules les plus abondantes provenant du soleil - nous regardons des oligo-éléments qui sont plus lourds que cela, comme le carbone, l'oxygène et le fer, mais beaucoup moins abondante, " dit Lepri.

"Ces ions lourds reflètent les sources d'énergie du vent solaire. Et c'est donc quelque chose que vous ne pouvez pas comprendre pleinement à moins de comprendre ces ions lourds."

Orbiter finira par s'approcher à moins de 60 rayons solaires, ou 42 millions de kilomètres (26 millions de miles), du soleil.

Cela le met en mesure de reprendre là où Parker s'est arrêté. La mission de Parker Solar Probe était de voler plus près du soleil que tout autre vaisseau spatial précédent et de collecter des données directement dans la couronne solaire. Ses objectifs scientifiques sont de mieux comprendre le réchauffement de la couronne solaire et l'accélération du vent solaire et des particules énergétiques.

"Nous avons observé le vent solaire et essayé de le relier au soleil dans une certaine mesure avec des engins spatiaux qui se trouvent juste en amont de la Terre, " a déclaré Lepri. "Mais il y a beaucoup de choses qui peuvent se passer entre le soleil et la Terre.

« Orbiter enlèvera une partie du mystère. Il relie ce qui est observé sur le soleil plus directement avec ce qui souffle réellement devant vous dans le vent solaire. Cela aide donc à répondre à la question :comment connectez-vous le champ magnétique solaire et l'énergie du plasma dans la couronne avec le vent solaire dans un sens plus large ?"