Le Solar Orbiter de l'ESA traversera les queues de la comète ATLAS au cours des prochains jours. Bien que le vaisseau spatial récemment lancé ne devait pas prendre de données scientifiques à ce moment-là, les experts de la mission ont travaillé pour s'assurer que les quatre instruments les plus pertinents seront allumés lors de cette rencontre unique.

Solar Orbiter a été lancé le 10 février 2020. Depuis lors, et à l'exception d'un bref arrêt en raison de la pandémie de coronavirus, les scientifiques et les ingénieurs ont mené une série de tests et de routines de configuration connus sous le nom de mise en service.

La date d'achèvement de cette phase a été fixée au 15 juin, afin que le vaisseau spatial puisse être pleinement fonctionnel pour son premier passage rapproché du soleil, ou périhélie, à la mi-juin. Cependant, la découverte de la rencontre fortuite avec la comète a rendu les choses plus urgentes.

Voler par hasard à travers la queue d'une comète est un événement rare pour une mission spatiale, quelque chose que les scientifiques savent être arrivé seulement six fois auparavant pour des missions qui ne chassaient pas spécifiquement des comètes. Toutes ces rencontres ont été découvertes dans les données du vaisseau spatial après l'événement. La prochaine traversée de Solar Orbiter est la première à être prédite à l'avance.

Il a été remarqué par Geraint Jones du Laboratoire des sciences spatiales de l'UCL Mullard, ROYAUME-UNI, qui a une histoire de 20 ans d'enquête sur de telles rencontres. Il a découvert le premier croisement accidentel de la queue en 2000, alors qu'il enquêtait sur une étrange perturbation des données enregistrées par le vaisseau spatial d'étude du soleil Ulysse de l'ESA/NASA en 1996. Cette étude a révélé que le vaisseau spatial avait traversé la queue de la comète Hyakutake, également connue sous le nom de "La Grande Comète de 1996". Peu de temps après l'annonce, Ulysse a croisé la queue d'une autre comète, puis un troisième en 2007.

Plus tôt ce mois-ci, réalisant que Solar Orbiter allait être à 44 millions de kilomètres en aval de la comète C/2019 Y4 (ATLAS) en quelques semaines seulement, Geraint a immédiatement alerté l'équipe de l'ESA.

Solar Orbiter est équipé d'une suite de 10 instruments in situ et de télédétection pour étudier le soleil et le flux de particules chargées qu'il libère dans l'espace, le vent solaire. Fortuitement, les quatre instruments in-situ sont également parfaits pour détecter les queues de la comète car ils mesurent les conditions autour de l'engin spatial, et ainsi ils pourraient renvoyer des données sur les grains de poussière et les particules chargées électriquement émises par la comète. Ces émissions créent les deux queues de la comète :la queue de poussière qui reste dans l'orbite de la comète et la queue ionique qui pointe directement vers le soleil.

Solar Orbiter traversera la queue ionique de la comète ATLAS du 31 mai au 1er juin, et la queue de poussière le 6 juin. Si la queue ionique est suffisamment dense, Le magnétomètre (MAG) de Solar Orbiter pourrait détecter la variation du champ magnétique interplanétaire en raison de son interaction avec les ions de la queue de la comète, tandis que l'analyseur de vent solaire (SWA) pourrait capturer directement certaines des particules de la queue.

Lorsque Solar Orbiter traverse la queue de poussière, selon sa densité, qui est extrêmement difficile à prévoir, il est possible qu'un ou plusieurs minuscules grains de poussière heurtent le vaisseau spatial à des vitesses de plusieurs dizaines de kilomètres par seconde. Bien qu'il n'y ait pas de risque significatif pour le vaisseau spatial à cause de cela, les grains de poussière eux-mêmes seront vaporisés à l'impact, formant de minuscules nuages ​​de gaz chargés électriquement, ou plasma, qui pourraient être détectés par l'instrument Radio and Plasma Waves (RPW).

Une rencontre inattendue comme celle-ci offre à une mission des opportunités et des défis uniques, mais c'est bon ! De telles chances font toutes partie de l'aventure de la science, " dit Günther Hasinger, Directeur scientifique de l'ESA.

L'un de ces défis était que les instruments semblaient peu susceptibles d'être tous prêts à temps en raison de la mise en service. Maintenant, grâce à un effort particulier des équipes d'instruments et de l'équipe d'opérations de mission de l'ESA, les quatre instruments in-situ seront allumés et recueilleront des données, même si à certains moments les instruments devront être remis en mode mise en service pour assurer le respect de l'échéance du 15 juin.

"Avec ces mises en garde, nous sommes prêts à tout ce que la comète ATLAS a à nous dire, " dit Daniel Muller, Scientifique du projet ESA pour Solar Orbiter.

Attendez-vous à l'inattendu

Un autre défi concerne le comportement de la comète. La comète ATLAS a été découverte le 28 décembre 2019. Au cours des prochains mois, il s'est tellement éclairé que les astronomes se sont demandé s'il deviendrait visible à l'œil nu en mai.

Malheureusement, début avril, la comète s'est fragmentée. Par conséquent, sa luminosité a également chuté de manière significative, voler les observateurs du ciel de la vue. Une nouvelle fragmentation à la mi-mai a encore plus diminué la comète, le rendant moins susceptible d'être détectable par Solar Orbiter.

Bien que les chances de détection aient diminué, l'effort en vaut toujours la peine selon Geraint.

"A chaque rencontre avec une comète, nous en apprenons davantage sur ces objets intrigants. Si Solar Orbiter détecte la présence de la comète ATLAS, nous en apprendrons davantage sur la façon dont les comètes interagissent avec le vent solaire, et nous pouvons vérifier, par exemple, si nos attentes concernant le comportement des queues de poussière sont en accord avec nos modèles, " explique-t-il. " Toutes les missions qui rencontrent des comètes fournissent des pièces du puzzle. "

Geraint est le chercheur principal de la future mission Comet Interceptor de l'ESA, qui se compose de trois vaisseaux spatiaux et dont le lancement est prévu en 2028. Il effectuera un survol beaucoup plus proche d'une comète encore inconnue qui sera sélectionnée parmi les comètes nouvellement découvertes plus près du moment du lancement (ou même après).

Brouter le soleil

Solar Orbiter tourne actuellement autour de notre étoile mère entre les orbites de Vénus et de Mercure, avec son premier périhélie qui aura lieu le 15 juin, environ 77 millions de kilomètres du soleil. Dans les années à venir, ça va se rapprocher beaucoup plus, dans l'orbite de Mercure, à environ 42 millions de kilomètres de la surface solaire. Pendant ce temps, La comète ATLAS est déjà là, approchant de son propre périhélie, qui est attendu le 31 mai, à environ 37 millions de kilomètres du soleil.

"Ce croisement de queue est également passionnant car il se produira pour la première fois à des distances si proches du soleil, avec le noyau de la comète à l'intérieur de l'orbite de Mercure, " dit Yannis Zouganelis, Scientifique adjoint du projet ESA pour Solar Orbiter.

Comprendre l'environnement poussiéreux dans la région la plus interne du système solaire est l'un des objectifs scientifiques de Solar Orbiter.

"Les comètes proches du soleil comme la comète ATLAS sont des sources de poussière dans l'héliosphère interne et donc cette étude ne nous aidera pas seulement à comprendre la comète, mais aussi l'environnement poussiéreux de notre étoile, " ajoute Yannis.

Regarder un objet glacé plutôt que le soleil brûlant est certainement une façon excitante et inattendue pour Solar Orbiter de commencer sa mission scientifique, mais c'est la nature de la science.

"La découverte scientifique repose sur une bonne planification et un heureux hasard. Au cours des trois mois qui ont suivi le lancement, l'équipe de Solar Orbiter a déjà prouvé qu'elle est prête pour les deux, " dit Daniel.

"Perspectives de détection in situ de la comète C/2019 Y4 ATLAS par Solar Orbiter, " par G. Jones et al (2020), est publié dans le Notes de recherche de l'AAS .