Satellites observateurs du Soleil Pour prévenir les sautes d'humeur de l' astre du jour, les hommes ont chargé des satellites observateurs de surveiller le Soleil: Ulysse, Soho , Trace entre autres. Auparavant il y avait eu notamment OSO.
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Ce nom fut choisi en référence à un champ de l'Enfer de Dante, dans lequel le héros d'Homère, son équipage s'étant lâchement mutiné, l'exhorte à être moins couard et à l'accompagner dans "le monde inexploré derrière le Soleil". Ci-dessous, une vue d'artiste de la sonde. A l'origine du projet, 2 satellites devaient étudier, en même temps, les pôles du Soleil de manière opposée. Les américains étaient partie prenante, mais des coupes budgétaires imposées par le congrès, les ont contraint de se retirer. Ils ont seulement participé au lancement et le deuxième satellite ne fut pas construit. La Nasa a pris à sa charge la moitié de la charge utile, le contrôle de la sonde est assuré par le JPL. L'intérêt de cette exploration à 2 satellites était considérable, car les 2 pôles auraient été étudier en même temps. On soupçonne en effet que des phénomènes se produisent simultanément, tandis que d'autres de manière indépendante. La coordination scientifique est excellente entre les 2 continents. Ainsi, la coordination ESA/NASA a permis mieux comprendre le fonctionnement du Soleil.
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Ulysse est une sonde européenne conçue pour étudier les régions polaires du Soleil. Cette vue d'artiste représente le satellite. Il mesure 2,1 m de haut pour 3,2 m de longueur et 3,3 m de largeur. Sa masse est de 370 kg pour 55 kg d'instrumentation. Il est stabilisé par spin (rotation) à raison de 5t/mn. Les 55 kg d'instruments servent à mesurer les champs magnétiques, les flux de protons, d'électrons, d'ions lourds de l'hélium au fer, de poussière et rayonnement cosmique, enregistrer les ondes radio et gravitationnelles et les sursauts gamma qui rendent les régions polaires intéressantes. Il possède un émetteur X de 20 watts et une antenne parabolique à grand gain de 1,65 m de diamètre. Les communications radio avec la Terre s'effectuent en bande S avec un émetteur de 5 W. Un générateur radio-isotopique (RTG) à base de plutonium 238, de 283 W en début de mission, fournit l'alimentation de la sonde. Il n'y a pas assez de lumière au large de Jupiter pour utiliser des panneaux solaire. On remarquera les 2 mâts de 35 m de chaque côté de la plate-forme qui sont les antennes pour les mesures radio et du plasma. Le mât sur la face arrière permet d'éloigner les sondes nécessaires à d'autres mesures, du générateur RTG. Le satellite est entièrement recouvert de 20 couches de kapton enveloppées dans un oxyde conducteur en indium et en or pour permettre une bonne répartition de la chaleur. La mission principale d' Ulysse est de caractériser l'héliosphere en fonction de la latitude solaire. L'héliosphere est la vaste région de l'espace interplanétaire occupée par l'atmosphère du soleil et dominée par l'évasion du vent solaire. Les périodes d'intérêts scientifiques se situent au moment où Ulysse est à plus de 70 degrés de latitude des 2 hémisphères. Le 26 juin 1994, Ulysse a atteint, pour la première fois, 70 degrés de latitude Sud. Il a alors commencé une observation du pôle Sud de quatre mois, là où des forces complexes se manifestent dans l'atmosphère externe du soleil: la couronne. Un an plus tard, juin à septembre 1995, ce fut le tour du pôle Nord. Certains se posent la question sur le rôle que jouent ces régions polaires. Il faut se souvenir que l'effet dynamo du Soleil est produit par les rotations différentielles du Soleil. Les rotations des couches profondes génèrent un champ magnétique dipolaire dont les lignes de force sont ouvertes aux pôles. Le plasma qui bouillonne dans la chromosphère n'est donc pas enfermé et devient le vent solaire qui s'écoule au-delà de l'orbite de Pluton. Ces déchirures du champ magnétique et de la couronne solaire furent découvertes en 1973 et appelés trous coronaux. Voilà une des nombreuses raisons qui justifiaient l'étude de cette région. D'autre part ce n'est que vers 300 millions de km que les lignes de force se rejoignent dans le plan de l'écliptique, ce qui justifie encore le choix de cette distance. Ulysse survole l'écliptique à 345 millions de km.
Ulysse a quitté la Terre le 6/10/90 à bord de la navette Discovery et a survolé Jupiter en fev 1992. Par réaction de gravitation, la planète géante a modifié sa trajectoire pour lui permettre de survoler les pôles du Soleil à 300 millions de km. La 2iéme orbite se déroule en ce moment. En avril 1998, Jupiter fut survolé pour la 2iéme fois, puis de septembre 2000 à janvier 2001 ce fut à nouveau le pôle Sud. Le pôle Nord le sera de septembre à décembre 2001. Ainsi, les pôles seront survolés plusieurs fois, permettant d' importantes découvertes et dont les nouvelles questions seront posées à une prochaine sonde vers 2005. Ci-dessous, une vue d'artiste représentant Ulysse observant le Soleil. |
ESA/Ulysse: http://solarsystem.estec.esa.nl/ ESA/Ulysse: http://helio.estec.esa.nl/ulysses/ C&E n° 1362 (10/90): Ulysse vers les pôles de Stéphane Chenard. retour à la comète: Linear WM1 |
Soho, satellite américano-européen conserve beaucoup plus qu'un oeil sur notre turbulente étoile. Ses douze instruments ont observé les profondeurs du soleil, les cataclysmes sur sa surface, les tumultueuses tempêtes de son atmosphère et son vent solaire qui emporte aux confins du Système solaire des particules très énergétiques. C'est une sonde ( 1850 kg dont 610 kg d'appareils) de 3,65m de largeur et de 4,3m en hauteur. Les panneaux solaire déployés font 9,65m. Elle est destinée à l'observation du Soleil (Solar and Heliospheric Observatotry) et fut construite en étroite collaboration entre Europe et USA. Son lancement eut lieu en nov 1995, par une fusée Atlas-Centaur, et elle fut placée à 1,5 millions de km de la Terre, au point Lagrange L1. C'est un lieu instable, mais c'est aussi le lieu propice à de longues observations permanentes du Soleil . Ce point est situé à l' endroit où l' attraction solaire est contre-balancée par l'attraction terrestre. Il est suffisamment éloigné de la Terre pour permettre un certain laps de temps entre une alerte à un événement important en provenance du Soleil et son effet sur Terre. Cette sonde doit dire, entre autre, s'il existe une corrélation entre le cycle solaire et les températures de l'atmosphère terrestre, et aussi, expliquer pourquoi la couronne est chaude ( 1 million de °K ) ,alors que la surface est froide (5700 °K ). Elle a aussi permis de trouver l'origine des vents solaires soufflant à grande vitesse. Conçue pour une durée de vie de 6 ans, elle a bien failli être perdue le 24 juin 1998, par suite d'une mauvaise manuvre d'orientation, conséquence de 3 erreurs de programmation. La sonde n'était plus orientée correctement vers la Terre et fut inutilisable pendant plusieurs semaines ( 25 juin au 14 octobre ) avant que les techniciens ne reprennent son contrôle pendant quelques mois. Depuis le 21 décembre 1998, le 3ième gyroscope est défaillant. Or, les 2 autres furent hors service à la suite de la panne précédente. C 'est fâcheux car il sert à contrôler son attitude. Pour stabiliser Soho, seul les moteurs de correction agissent encore, mais leur carburant s'épuisent très vite. Le 2 février 1999 il fut remis en fonctionnement après que les techniciens lui est appris à s'en passer, grâce à un nouveau logiciel transmis du sol. C'est la 1ère fois qu' un satellite apprend à se passer de ses gyroscopes. Son sort est maintenant conditionné à la quantité de carburant restant pour alimenter les fusées de correction. A suivre... ESA/SOHO: http://spdext.estec.esa.nl NASA/SOHO: http://sohowww.nascom.nasa.gov
Trace ( Transition Region and Coronal Explorer) est un
satellite observateur des
régions de transition entre la surface du Soleil relativement froide ( ~
6000°K) avec la basse atmosphère à 10 000°K, et la partie supérieure de la
couronne qui se trouve à des millions de degrés Kelvin. Il dispose d'un
capteur guide pour les réglages fins. Il est gyrostabilisé pour permettre
l'annulation des erreurs de 20 s d'arc ou 0,1 mrd
(milliradian). C'est l'équivalent d'un déplacement de 10 cm sur la
circonférence d'un cercle de 1 km de rayon.
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Longtemps les astronomes ont
recherché la source de chaleur dans les champs magnétiques qui ceinturent
l'astre du jour. De nouvelles observations très détaillées du satellite Trace indiquent une
source d'énergie différente. Des images en ultraviolet extrême (longueur
d'onde du fer fortement ionisé), comme celle
ci-contre, indiquent que la majeure partie du chauffage se produit dans
la partie inférieure de la couronne (< 30 000 km de la surface), à la base des boucles magnétiques
lorsqu'elles émergent et retournent à la surface du Soleil. Cette image
spectaculaire montre des faisceaux de boucles qui jaillissent à 100 km/s, comme des
fontaines de feu, à plus de 30 fois le diamètre de la Terre. Avec une température
de 6000°K, la surface apparaît sombre, tandis que les boucles de plasma
surchauffé rougeoient fortement sur cette image en fausses couleurs. Elles
suivent les lignes de force des champs magnétiques intenses et fusionnent
avec les parties hautes de la couronne. Grâce à Trace et Soho, les
scientifiques peuvent suivre la corrélation entre les champs magnétiques
complexes du Soleil et les éruptions solaires potentiellement dangereuses.
http://www.lockheedmartin.com/ TRACE: Launch
Information , Integration and Test
Activities , Mission Operations Trace: http://vestige.lmsal.com/TRACE/ collection d'images: http://vestige.lmsal.com/TRACE/POD/TRACEpodoverview.html
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