Expliqué : Eyes on the Sun, comment l'ISRO se prépare pour son prochain saut de géant dans l'espace
Expliqué : L'ISRO se prépare à envoyer sa première expédition scientifique pour étudier le Soleil. Baptisée Aditya-L1, la mission, qui devrait être lancée au début de l'année prochaine, observera le Soleil de près.
Une illustration de la sonde solaire Parker s'approchant du Soleil. (Source : NASA/Johns Hopkins APL) Plus tôt ce mois-ci, 47 nouveaux articles ont été publiés dans un supplément spécial de The Astrophysical Journal, analysant les données des trois premiers survols du Sonde solaire Parker , la mission historique de la NASA vers le Soleil. La sonde, lancée le 12 août 2018, a terminé sa quatrième approche rapprochée – appelée périhélie – le 29 janvier, passant à environ 3,93 lakh km/h, à une distance de seulement 18,6 millions de km de la surface du Soleil.
Alors pourquoi tout cela est-il excitant pour l'Inde ?
Parallèlement à une autre mission vers la Lune, prévue pour l'année prochaine, et le premier vol spatial habité prévu pour 2022, l'Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO) s'apprête également à envoyer sa première expédition scientifique pour étudier le Soleil. Baptisée Aditya-L1, la mission, qui devrait être lancée au début de l'année prochaine, observera le Soleil de près et tentera d'obtenir des informations sur son atmosphère et son champ magnétique.
L'ISRO classe Aditya L1 comme un satellite de classe 400 kg, qui sera lancé à l'aide du véhicule de lancement de satellite polaire (PSLV) en configuration XL. L'observatoire spatial disposera à bord de sept charges utiles (instruments) pour étudier la couronne solaire, les émissions solaires, les vents et les éruptions solaires et les éjections de masse coronale (CME), et effectuera une imagerie du Soleil 24 heures sur 24.
La mission sera entreprise en collaboration entre divers laboratoires de l'ISRO, ainsi que des institutions telles que l'Institut indien d'astrophysique (IIA), Bengaluru, le Centre interuniversitaire d'astronomie et d'astrophysique (IUCAA), Pune et l'Institut indien des sciences, de l'éducation et de la recherche. (IISER), Calcutta. Aditya L1 sera la deuxième mission d'astronomie spatiale de l'ISRO après AstroSat, qui a été lancée en septembre 2015.
Ce qui rend une mission solaire difficile, c'est la distance entre le Soleil et la Terre (environ 149 millions de km en moyenne, contre seulement 3,84 lakh km jusqu'à la Lune) et, plus important encore, les températures et les radiations super chaudes dans l'atmosphère solaire.
Toutes les institutions participantes en sont actuellement aux dernières étapes du développement de leurs charges utiles respectives. Certaines charges utiles ont été construites et sont en phase de test, chaque composant étant vérifié et calibré. Certaines charges utiles sont au stade d'intégration de composants individuels.
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Mais pourquoi l'étude du Soleil est-elle importante ?
Chaque planète, y compris la Terre et les exoplanètes au-delà du système solaire, évolue - et cette évolution est régie par son étoile mère. Le temps et l'environnement solaires, qui sont déterminés par les processus qui se déroulent à l'intérieur et autour du soleil, affectent le temps de l'ensemble du système. Les variations de ce temps peuvent modifier les orbites des satellites ou raccourcir leur durée de vie, interférer avec ou endommager l'électronique embarquée et provoquer des pannes de courant et d'autres perturbations sur Terre. La connaissance des événements solaires est essentielle pour comprendre la météo spatiale.
Pour connaître et suivre les tempêtes dirigées par la Terre, et pour prédire leur impact, des observations solaires continues sont nécessaires. Chaque tempête qui émerge du Soleil et se dirige vers la Terre passe par L1, et un satellite placé dans l'orbite du halo autour de L1 du système Soleil-Terre a l'avantage majeur de voir le Soleil en continu sans aucune occultation/éclipse, dit l'ISRO sur son site Internet.
L1 fait référence au point lagrangien/lagrange 1, l'un des cinq points du plan orbital du système Terre-Soleil. Les points de Lagrange, du nom du mathématicien franco-italien Josephy-Louis Lagrange, sont des positions dans l'espace où les forces gravitationnelles d'un système à deux corps (comme le Soleil et la Terre) produisent des régions d'attraction et de répulsion accrues. Ceux-ci peuvent être utilisés par les engins spatiaux pour réduire la consommation de carburant nécessaire pour rester en position. Le point L1 abrite le satellite de l'observatoire solaire et héliosphérique (SOHO), un projet de collaboration internationale de la NASA et de l'Agence spatiale européenne (ESA).
La fusée United Launch Alliance Delta IV Heavy avec la sonde solaire Parker à bord est vue sur cette photo du 10 août 2018. (Source : NASA/Bill Ingalls). Le point L1 se trouve à environ 1,5 million de km de la Terre, soit environ un centième du trajet jusqu'au Soleil. Aditya L1 effectuera des observations continues en regardant directement le Soleil. La sonde solaire Parker de la NASA est déjà allé beaucoup plus près - mais il regardera loin du Soleil. La sonde solaire Helios 2, une coentreprise entre la NASA et l'agence spatiale de l'ancienne Allemagne de l'Ouest, s'est rendue à moins de 43 millions de km de la surface du Soleil en 1976.
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À quel type de chaleur Aditya L1 devra-t-il faire face ?
Le survol du Parker Solar Probe du 29 janvier a été le plus proche que le vaisseau spatial se soit rendu au Soleil au cours de son voyage prévu de sept ans jusqu'à présent. Les estimations de modélisation informatique montrent que la température du côté face au soleil du bouclier thermique de la sonde, le système de protection thermique, a atteint 612 degrés Celsius, alors même que le vaisseau spatial et les instruments derrière le bouclier sont restés à environ 30 °C, a déclaré la NASA. Pendant les trois périhélies les plus proches du vaisseau spatial en 2024-25, le TPS verra des températures autour de 1370°C.
Aditya L1 restera beaucoup plus loin, et la chaleur ne devrait pas être une préoccupation majeure pour les instruments à bord. Mais il y a d'autres défis.
De nombreux instruments et leurs composants pour cette mission sont fabriqués pour la première fois dans le pays, ce qui représente autant un défi qu'une opportunité pour les communautés scientifiques, d'ingénierie et spatiales de l'Inde. L'un de ces composants sont les miroirs hautement polis qui seraient montés sur le télescope spatial.
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En raison des risques encourus, les charges utiles des missions ISRO antérieures sont restées en grande partie stationnaires dans l'espace ; Cependant, Aditya L1 aura des composants mobiles, ont déclaré les scientifiques. Par exemple, la conception du vaisseau spatial permet plusieurs opérations de la fenêtre avant du télescope, ce qui signifie que la fenêtre peut être ouverte ou fermée selon les besoins.
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