Des centaines de millions de personnes assisteront à l'éclipse totale de Soleil de la semaine prochaine en Amérique du Nord, et les physiciens solaires du monde entier afflueront pour se joindre à eux. Les éclipses offrent un bref aperçu de l'atmosphère fantomatique environnante du soleil – la couronne solaire – normalement rendue invisible par l'éblouissement du soleil. Mais la couronne sera bientôt ouverte à une étude plus approfondie :aujourd'hui, en Belgique, l'ESA a dévoilé les deux vaisseaux spatiaux qui composent sa nouvelle mission Proba-3, prévue pour produire des éclipses solaires orbitales à la demande.
Le vaisseau spatial Occulter de Proba-3 volera à environ 150 m du deuxième vaisseau spatial Coronagraph, présenté aujourd'hui aux médias dans les installations de Redwire Space à Kruibeke, en Belgique, où ils subissent des tests avant vol. La paire s'alignera avec le soleil si précisément que l'Occulteur projette une ombre sur la face du Coronagraph, masquant le soleil pour révéler la couronne.
"Les deux vaisseaux spatiaux agiront comme s'ils formaient un énorme instrument de 150 m de long", explique Dietmar Pilz, directeur de la technologie, de l'ingénierie et de la qualité de l'ESA. "Cependant, y parvenir sera extrêmement difficile sur le plan technique, car le moindre désalignement et cela ne fonctionnera pas. Le processus de développement a été d'autant plus long - entrepris par un consortium de petits États membres de l'ESA dirigé par l'Espagne et la Belgique - donc je suis très Je suis heureux de voir Proba-3 ici aujourd'hui, en préparation pour son lancement."
L'idée sous-jacente n'est pas nouvelle :une capsule cylindrique Apollo a tenté de faire la même chose pour un vaisseau spatial soviétique Soyouz lors du projet de test Apollo-Soyouz en 1975. Mais l'objectif de Proba-3 est de produire régulièrement ces éclipses artificielles grâce à un vol en formation précis, pendant un maximum de six heures à la fois par orbite de 19 heures 36 minutes.
Les éclipses solaires se produisent à cause d'une coïncidence cosmique remarquable :le Soleil est 400 fois plus grand que la Lune sur Terre, mais il est aussi précisément 400 fois plus éloigné. Cela signifie que lorsque les deux corps sont alignés précisément dans l'espace, la lune recouvre la face ardente du soleil, révélant la couronne solaire, s'étendant à des millions de kilomètres de notre étoile mère.
Région rarement vue de notre système solaire
Cette région rarement observée de notre système solaire présente un intérêt à la fois scientifique et pratique :un million de degrés plus chaude que la surface du soleil située en dessous, la couronne donne naissance au vent solaire et à la météo spatiale, ainsi qu'à de violentes éjections connues sous le nom de « masse coronale ». "éjections" qui entraînent la météorologie spatiale et les tempêtes solaires, affectant potentiellement à la fois les satellites en orbite et les réseaux électriques et de communication terrestres.
Pour voir davantage la couronne, des télescopes spécialisés au sol et en orbite appelés « coronagraphes » peuvent incorporer des « disques occultants » – des boucliers soigneusement conçus pour couvrir le soleil dans leur champ de vision, imitant une éclipse solaire. Mais leur efficacité est limitée par un phénomène appelé « diffraction », dans lequel la lumière parasite déborde sur les bords des coronographes. La façon de minimiser cet effet est d'éloigner le disque occultant beaucoup plus du coronographe d'observation, mais les limites pratiques de la taille du vaisseau spatial ont rendu cette solution peu pratique pour l'espace.
Jusqu'à présent, c'est le cas. En faisant voler les deux vaisseaux spatiaux en formation précise jusqu'au millimètre près, le principal instrument ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the sun) de Proba-3 fournira des données comme s'il se trouvait à bord d'un seul vaisseau spatial rigide, ouvrant ainsi une région d'étude auparavant insaisissable entre 3 et 1,1 rayons solaires du soleil.
Cette précision sera obtenue en combinant une suite de technologies de positionnement de plus en plus précises :la navigation par satellite; des liaisons radio inter-satellites, des caméras à lumière visible dirigées vers des LED et enfin un faisceau laser réfléchi entre les vaisseaux spatiaux. Le deuxième instrument de Proba-3 est un radiomètre mesurant la production totale d'énergie du soleil, important pour la modélisation du climat.
Le vol en formation s'effectuera de manière totalement autonome, vers le sommet de chaque orbite de 60 000 km d'altitude, là où les perturbations gravitationnelles, atmosphériques et magnétiques sont minimisées. Le reste du temps, la paire passera le reste de son orbite en dérive passive et sûre.
Comme pour toutes les missions de démonstration technologique de la famille Proba de l'ESA, la preuve du succès réside dans la qualité des données scientifiques produites.
Réussir un vol en formation précis ouvrirait une toute nouvelle ère pour la science et ses applications. Des missions bien plus grandes que n'importe quel vaisseau spatial pourraient être effectuées, telles que des réseaux géants de radio et d'interférométrie optique en orbite, tandis qu'un rendez-vous orbital précis rendrait possible l'entretien des satellites en orbite, prolongeant ainsi la durée de vie de l'infrastructure spatiale.
Pendant ce temps, les membres de l'équipe scientifique de Proba-3 profitent de l'éclipse totale de Soleil en Amérique du Nord pour tester le matériel conçu pour la mission :des roues à filtres polarisants utilisées dans ASPIICS, ainsi qu'une technologie LED alternative.
Fourni par l'Agence spatiale européenne
