Mise à jour le 19 Octobre 2010
 
 
CONFÉRENCE
"VOYAGE AUX SOURCES DU VENT SOLAIRE :
LES MISSIONS SOLAR ORBITER ET SOLAR PROBE +"
Par Milan MAKSIMOVIC  
Chargé de recherches CNRS / LESIA
Au FIAP, 30 rue Cabanis, 75014 Paris (métro Glacière).
Le Mercredi 13 Octobre 2010 à 20H30
 
Photos : JPM. pour l'ambiance (les photos avec plus de résolution peuvent m'être demandées directement)
Les photos des slides sont de la présentation de l'auteur.  Voir les crédits des autres photos et des animations.
(Milan Maksimovic a eu la gentillesse de nous donner sa présentation complète (en pdf), elle est disponible sur ma liaison ftp et s'appelle. SAF-MAKSIMOV.zip elle est dans le dossier CONF-MENSUELLES-SAF/ saison 2010/2011)
 
Ceux qui n'ont pas les mots de passe doivent me contacter avant.
 
Le compte rendu sera succinct étant donné que la présentation est disponible au téléchargement.
 
 
 
Malgré les grèves du transport, nombreux spectateurs pour la première conférence de la saison 2010/2011!
 
 
 
 
Milan Maksimovic, du LESIA (Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique) qui dépend de l’Observatoire de Paris, s’intéresse à notre étoile depuis toujours et plus particulièrement au vent solaire et à son interaction avec la magnétosphère terrestre.
 
Il vient d’être nommé PI (Principal Investigator, responsable principal) d’un des instruments de la sonde solar orbiter.
 
Il va nous parler en deuxième partie ce soir des mission Solar Orbiter de l’ESA et Solar probe Plus de la NASA.
 
Le LESIA participe à ces deux missions.
 
 
 
 
 
COURONNE ET VENT SOLAIRE.
 
La couronne solaire, c’est l’atmosphère du soleil ; c’est ce que l’on voit lors d’une éclipse.
Elle s’étend sur plusieurs millions de km et sa température est extrêmement chaude, quelques millions de degrés par rapport à la surface solaire de 6000 degrés à peu près.
Cette énorme température fut mise au jour lors d’analyse spectrale en 1939 par Grotrian et Edlen ; ils découvrirent la raie du Fer 13 fois ionisé ; ce qui donnait une indication de cette température.
En effet pour pouvoir ioniser 13 fois le Fer, une température de l’ordre du million de degrés est nécessaire.
 
On n’a toujours pas une explication satisfaisante de cet énorme écart de température entre la surface et la couronne.
 
 
 
La couronne solaire est constituée d’un plasma, c’est à dire, d’un gaz ionisé, un conducteur électrique parfait, donc.
Elle est tellement chaude, qu’il se produit des jets de vent solaire et des éjections de matière, les CME (coronal mass ejections éjections de matière coronale)
 
On nous présente à ce sujet une belle vidéo de ces éjections que l’on peut voir séparément dans la présentation sur le Net.
On peut aussi la trouver sur le site de SOHO à la page des animations vidéo.
Notamment celui-ci.
 
 
 
 
 
Le vent solaire est composé principalement d’Hydrogène ionisé (95%) , d’électrons et d’Hélium ionisé (4%).
 
 
Il existe deux types de vent solaire :
·        Le vent lent (400km/s en moyenne) de densité 5 à 20 électrons par cm3 et provenant plutôt du plan de l’écliptique solaire en période de mini solaire et
·        Le vent rapide (600 à 800km/s) de densité plus faible, provenant plutôt des zones « froides » de la couronne de plus hautes altitudes, en période de maxi solaire.
 
 
 
 
 
 
 
 
Il est à noter que le vent solaire n’est PAS le moteur des voile solaires, c’est la pression de radiation des photons qui l’est.
 
 
En effet quand on calcule la pression engendrée, on s’aperçoit que la pression des photons est mille fois (même si très faible) plus forte que celle due au vent solaire.
 
 
 
 
 
 
 
INTERACTION DU VENT SOLAIRE.
 
Ces interactions peuvent se produire avec :
 
·        Des comètes, comme on le voit sur le film joint à la présentation sur le Net. On y voit notamment la queue de la comète Encke se détacher suite à une éjection violente de vent.
·        La Lune ; il est à l’origine directe de l’érosion du sol lunaire.
·        La planète Mars ; il est peut être à l’origine de la disparition de l’atmosphère martienne.
·        Notre planète, la Terre ; lorsqu’il entre en contact avec la magnétosphère ; il se produit alors une onde de choc, ce phénomène est étudié notamment par les satellites de la famille Cluster.
·        Et bien entendu, c’est la cause des aurores polaires en partie à cause du phénomène de reconnexion magnétique.
 
 
En conclusion de cette première partie d’introduction, restent deux questions fondamentales :
 
·        Pourquoi la couronne est-elle à un million de degrés alors que la photosphère est à 5000K ?
·        Comment le vent solaire peut il atteindre des vitesses de l’ordre de 1000km/s ?
 
 
 
On compte beaucoup sur les futures missions solaires pour apporter des réponses à ces questions.
 
 
 
 
 
 
LA MISSION SOLAR ORBITER.
 
 
 
La mission Solar Orbiter est une nouvelle mission de l’ESA.
 
Elle est parfaitement décrite dans le film joint à la présentation sur le Net, que l’on retrouve aussi sur le site de l’ESA pour visu ou téléchargement.
 
En quelques mots :
 
Solar Orbiter devrait procéder à :
·        des mesures dans le vent solaire à des distances jamais atteintes auparavant (périhélie minimum prévu aux alentours de 0,3 unité astronomique, soit entre 50 et 60 rayons solaires de la surface) ;
·        des observations à distance rapprochée du Soleil avec très bonne résolution spatiale jamais atteinte permettant d’étudier les taches solaires sur plus de 13 jours (limite de la banlieue terrestre).
·        Observations des boucles magnétiques.
 
Évidemment, la proximité du Soleil, oblige à concevoir un bouclier thermique résistant à 600°C.
 
 
 
 
 
 
L’approche du Soleil se fera par pallier et sera programmée sur plusieurs mois, comme le montre le graphique ci contre.
 
Les principaux instruments de la mission :
·        Extreme Ultraviolet Imager (EUI)
·        Magnetometer (MAG)
·        Coronagraph (METIS/COR)
·        Visible Imager & Magnetograph (PHI)
·        Radio and Plasma Waves (RPW) (PI : LESIA)
·        Heliospheric Imager (SoloHI)
·        EUV Spectrometer (SPICE)
·        X-ray Imager (STIX)
·        Solar Wind Plasma Analyser (SWA)
 
 
Lancement prévu : 2017.
 
 
 
LA MISSION SOLAR PROBE PLUS.
 
La NASA n’a peur de rien, elle conçoit une mission solaire, la sonde Solar Probe +, qui devrait pouvoir s’enfoncer dans l’atmosphère solaire (la couronne) encore plus que Solar Orbiter de l’ESA, jusqu’à moins de 10 rayons solaires.
 
À cette occasion on devait essayer de comprendre pourquoi son atmosphère est beaucoup plus chaude (approx un million de degré) que sa « surface » (approx 5000°C) et aussi d’où vient le vent solaire qui nous atteint de temps en temps.
 
Le bouclier devant tenir cette fois-ci à plus de 1000°C.
 
 
Les instruments sélectionnés sont représentés sur le schéma ci-contre.
 
 
 
 
 
 
 
Une remarque intéressante : on pourra voir cette sonde à partir de la sonde Solar Orbiter, elle sera dans son champ de vision.
 
 
Lancement prévu : 2018.
 
 
On reparlera de toutes ces missions dans les mois qui viennent.
 
 
POUR ALLER PLUS LOIN.
 
Missions Spatiales dans le système Soleil-Terre présentation pdf par Olga Alexandrova du LESIA. À consulter
 
Le Soleil, cours par D Stern de la NASA en français.
 
En français aussi, bel article sur le Soleil.
 
Le vent solaire par nos amis Belges de l’Institut d’aéronomie spatiale.
 
Les relations Soleil-Terre par le CNES.
 
Le vent solaire et les aurores polaires par l’IMCCE.
 
NASA Spacecraft Make New Discoveries about Northern Lights
 
Vidéo du phénomène de reconnexion magnétique.
 
 
Sur votre site préféré :
 
Héliosphère et Magnétosphère CR de la conférence de Ed Stone à l’UNESCO.
 
Solar Probe plus : une sonde pour effleurer le soleil, article d’un dernier Astronews à ce sujet.
 
Hinode et la physique du Soleil par S Tsuneta au COSPAR
 
Du Soleil à la Terre : la mission STEREO CR de la conférence de F. Auchère de l’IAS.
 
Dossier des archives du site sur le Soleil.
 
 
 
 
Bon ciel à tous
 
 
Jean Pierre Martin   membre de la commission de cosmologie de la SAF
www.planetastronomy.com
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