Aussi paisible que cela puisse paraître vu de la Terre, l'espace est assailli par une « météo » qui peut s'avérer périlleuse pour la technologie sensible – et coûteuse – à bord des vaisseaux spatiaux et des satellites qui peuplent de plus en plus les royaumes en dehors de notre atmosphère.

Pour relever ce défi, les chercheurs du Laboratoire national de Los Alamos ont développé l'analyseur de plasma spatial compact, un petit capteur spatial économique capable de mesurer la météo spatiale, qui contribuera à protéger la technologie en orbite.

"La météo spatiale, composée de particules chargées provenant du soleil, présente toute une série de défis concernant la conception, le développement et l'exploitation des satellites et des engins spatiaux", a déclaré Carlos Maldonado, chercheur principal de l'analyseur de plasma spatial compact et chercheur en le groupe Sciences et applications spatiales du Laboratoire.

"Les interactions entre les systèmes spatiaux fonctionnant dans des environnements plasma sont particulièrement intéressantes pour la communauté spatiale, car elles peuvent conduire à des niveaux potentiellement dangereux de charge différentielle et provoquer des interférences avec le GPS et les signaux de communication."

Un objectif de longue date de la communauté de la météorologie spatiale est de développer la capacité de prédire les événements météorologiques spatiaux plusieurs jours à l'avance, de la même manière que les prévisions météorologiques terrestres permettent d'anticiper une semaine de soleil ou de neige.

Ces dernières années ont été marquées par une croissance considérable des constellations de satellites destinées à des applications scientifiques, commerciales et gouvernementales. Même si les instruments de météorologie spatiale actuels fournissent de nombreuses données opportunes, le cycle de production de données est long et coûteux. Les instruments actuels nécessitent également des efforts d'assemblage complexes en plus de nécessiter des systèmes de support opérationnel plus grands, plus lourds et plus puissants.

En conséquence, il y a eu une demande accrue d'instruments miniaturisés capables de fournir des données critiques en temps réel avec des exigences minimales en matière de masse, de volume et de consommation d'énergie. C'est pourquoi l'équipe de Los Alamos a créé l'analyseur de plasma spatial compact.

Motivé par les progrès des CubeSats et les contraintes financières liées à la conception et au lancement des engins spatiaux, le capteur robuste et peu coûteux de Los Alamos a été développé pour fournir une surveillance météorologique spatiale en temps réel, prendre en charge la résolution des anomalies des engins spatiaux et fournir des données précieuses concernant l'environnement spatial local et les engins spatiaux. charge, qui est le résultat direct des interactions de particules chargées avec les matériaux du vaisseau spatial.

L'analyseur compact peut être implémenté comme charge utile principale sur les CubeSats ou comme charge utile auxiliaire sur des véhicules plus gros. Cela permet le déploiement de constellations de capteurs de météo spatiale capables d'obtenir des mesures multipoints de l'environnement spatial en fonction de phénomènes spatiaux et temporels. Le déploiement d'une telle constellation a le potentiel d'améliorer fondamentalement notre compréhension de la météo spatiale.

"La prévision météorologique spatiale permet des économies potentielles de l'ordre de centaines de millions dans des domaines allant des opérations d'engins spatiaux à l'aviation en passant par les réseaux électriques au sol", a déclaré Maldonado.

L'analyseur de plasma spatial compact peut également fournir une meilleure compréhension des phénomènes et processus physiques du vent solaire, de la science magnétosphérique et ionosphérique, des prévisions météorologiques spatiales locales et de la résolution des anomalies des engins spatiaux.

Fourni par le Laboratoire national de Los Alamos