Une carte conceptuelle de la mission Solar Ring. Crédit :©Science China Press
Avec le développement de la science et de la technologie, l'activité humaine s'est étendue à partir de la terre, la mer et le ciel vers l'espace et d'autres planètes. Dans le futur proche, l'espace lointain et d'autres planètes terrestres deviendront le prochain territoire principal de l'humanité. Le Soleil est l'étoile la plus proche de l'univers. Elle affecte l'espace (interplanétaire) de nos planètes à de nombreuses échelles de temps. Ainsi, observer et comprendre l'activité solaire et son évolution dans l'espace interplanétaire et son influence sur l'environnement spatial des planètes est l'une des capacités nécessaires pour nous permettre d'entrer dans l'espace lointain et d'étendre notre territoire.
Récemment, Le professeur Wang Yuming et son équipe de l'Université des sciences et technologies de Chine, en collaboration avec les équipes du Purple Mountain Observatory de l'Académie chinoise des sciences (CAS), Académie de l'Innovation pour les Microsatellites du CAS, Université du Shandong, et l'Université du CAS, a proposé un nouveau concept d'exploration spatiale pour comprendre le Soleil et l'héliosphère interne, qui a été publié en ligne dans Science Chine Sciences technologiques .
Ce concept propose pour la première fois de déployer six engins spatiaux, regroupés en trois paires, sur trois orbites elliptiques entre la Terre et Vénus autour du Soleil pour observer et étudier le Soleil et l'héliosphère interne d'un point de vue à 360 degrés. L'angle de séparation entre deux engins spatiaux dans chaque groupe est d'environ 30 degrés, et celle entre tous les deux groupes est d'environ 120 degrés. Grâce à cette configuration, la mission sera en mesure d'imager la vaste zone de la photosphère à l'héliosphère interne avec une haute résolution, et effectuer les mesures in situ. Trois capacités inédites seront mises en place :(1) déterminer le champ magnétique vectoriel photosphérique sans ambiguïté, (2) fournir des cartes à 360 degrés du Soleil et de l'héliosphère interne, et (3) résoudre les structures éoliennes solaires à plusieurs échelles et plusieurs longitudes. Avec ces capacités, la mission Solar Ring vise à s'attaquer à l'origine du cycle solaire, l'origine des éruptions solaires, l'origine des transitoires du vent solaire et l'origine des événements météorologiques spatiaux sévères.
La conception préliminaire des trois orbites elliptiques de la mission Solar Ring. Crédit :©Science China Press
Pour atteindre ces objectifs scientifiques, les chercheurs suggèrent les charges utiles scientifiques suivantes équipées sur les six engins spatiaux :un imageur spectral pour le champ magnétique et l'héliosismologie; un imageur multibande pour les émissions EUV ; un coronographe grand angle; un enquêteur radio; un magnétomètre à grille de flux ; un analyseur de plasma éolien solaire ; et un détecteur de particules à haute énergie. On estime à titre préliminaire que la masse totale des charges utiles de chaque engin spatial sera inférieure à 110 kg; la consommation électrique ne dépassera pas 180 W; et le taux de transmission de données de pointe sera d'environ 52,06 Mbps.
La longue marche 3A ou la longue marche 3B peuvent être utilisées pour déployer le vaisseau spatial en trois lancements en utilisant la technologie une fusée-deux vaisseaux spatiaux. La période de déploiement et le choix du lanceur dépendent des paramètres orbitaux. La difficulté la plus difficile dans l'ensemble de la tâche est la transmission de données. Dans le mode de communication traditionnel, le débit de transmission des données est d'environ 5 Mbps à une distance de 0,25 UA (la distance moyenne entre le Soleil et la Terre est de 1 UA) de la Terre, et il diminuera jusqu'à 70 kbps à une distance de 2 UA. Ce débit de transmission de données est bien inférieur à la demande scientifique souhaitée. Pour résoudre ou soulager ce problème, soit nous réduisons le débit de données en améliorant la capacité du traitement des données embarqué, compression et stockage et diminution de la fréquence d'échantillonnage, ou développer des techniques plus efficaces pour la communication dans l'espace lointain, par exemple., communication laser.
La mission a une longue période de mise en œuvre et un coût élevé, mais ses perspectives scientifiques et applicatives sont importantes. Il peut être mis en œuvre en trois phases, avec deux engins spatiaux déployés dans chaque phase. La mise en œuvre réussie de n'importe quelle étape peut apporter de grands progrès dans la capacité de détection et la recherche scientifique; à la fois, l'idée de conception du groupement offre la perspective et la possibilité d'une coopération internationale. La réussite de la mission fera grandement progresser notre compréhension du Soleil et de l'environnement spatial interplanétaire entourant nos planètes, afin d'améliorer notre capacité à pénétrer dans l'espace lointain et à nous y étendre.