La mission de la NASA Punch révolutionnera notre vision du vent solaire

La Terre est immergée dans des matériaux qui coulent du soleil.

La mission polarimètre pour unifier la couronne et l’heosphère (punch) seront les premières à obtenir des images de la couronne, ou de l’atmosphère extérieure, du soleil et du vent solaire ensemble pour mieux comprendre le soleil, le vent solaire et la terre en tant que système connecté unique.

Le lancement de la mission Punch est prévu pour non avant le 28 février 2025, à bord d’une fusée Falcon 9 de SpaceX, de la base de la Vandenberg Space Force en Californie. Cette mission fournira à la communauté scientifique de nouvelles informations sur la façon dont les événements solaires potentiellement perturbateurs sont formés et évolués. Cela pourrait conduire à des prédictions plus précises sur l’arrivée des phénomènes météorologiques spatiaux à la Terre et son impact sur les explorateurs robotiques de l’humanité dans l’espace.

“Ce que nous attendons de Punch pour fournir l’humanité, c’est la capacité de vraiment voir, pour la première fois, où nous vivons dans le vent solaire”, a déclaré Craig DeForest, chercheur principal de Punch dans la division scientifique et exploration du système solaire du Southwest Research Institute à Boulder, Colorado.

Les quatre satellites de la mission de punch ont la taille d’une valise et des champs qui se chevauchent qui se combinent pour couvrir une plus grande bande de ciel de ce qui a couvert toute autre mission précédente centrée sur la couronne et le vent solaire. Les satellites s’étendront dans la basse orbite terrestre pour projeter une vision globale de la couronne solaire et sa transition vers le vent solaire. Ils suivront également les tempêtes solaires, telles que les éjections de masse coronale (EMC). Leur orbite synchrone avec le soleil leur permettra de voir le soleil 24 heures par jour, les sept jours de la semaine, et leur point de vue ne sera qu’occasionnellement bloqué par la terre.

Les images typiques des caméras sont à deux dimensions, ce qui comprime le sujet 3D dans un plan horizontal et provoque la perte d’informations. Mais Punch tire parti de la lumière appelée polarisation pour reconstruire ses images 3D. Lorsque la lumière du soleil rebondit dans le matériau de la couronne et le vent solaire, il est polarisé, ce qui signifie que les ondes lumineuses oscillent d’une manière particulière qui peut être filtrée, tout comme les verres de soleil polarisés filtrent la lueur de l’eau ou du métal. Chaque vaisseau spatial de punch est équipé d’un polarimètre qui utilise trois filtres polarisants différents pour capturer des informations sur la direction dans laquelle le matériau qui serait perdu dans les images typiques se déplace.

“Cette nouvelle perspective permettra aux scientifiques de discerner le chemin exact et la vitesse des éjections de masse coronale lorsqu’ils traversent le système solaire intérieur”, a déclaré DeForest. «Cela améliore les instruments actuels de deux manières: en générant des images à trois dimensions qui nous permettent de localiser et de suivre les EMC qui sont directement dirigés vers nous; Et avec un large champ de vision, qui nous permet de surveiller ces EMC du soleil à la terre.

Les quatre vaisseaux spatiaux sont synchronisés pour servir de «instrument virtuel» unique qui couvre toute la constellation de satellites punch.

Les satellites Punch ont un générateur d’images de champ étroit et trois générateurs d’images de champ large. Le générateur d’images de champ étroit (NFI) est un coronographe qui couvre le soleil brillant pour voir mieux les détails dans sa couronne, recréant ce que les spectateurs de la Terre observent lors d’une éclipse solaire totale, lorsque la lune cache le visage du soleil. Ce sont des générateurs d’images héliosphériques qui voient la partie la plus externe et la plus faible de la couronne solaire et du vent solaire lui-même, qui offre une vision large du vent solaire lorsqu’il s’étend à travers le système solaire.

“J’ai beaucoup d’enthousiasme pour voir l’activité qui se produit dans les zones” intermédiaires “du vent solaire”, a déclaré Nicholeen Viall, un scientifique à la mission Punch au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. “Cela signifie non seulement voir les plus grandes structures, telles que les EMC ou les interactions plus petites, mais tous les différents types de structures de vent solaires qui remplissent cette zone intermédiaire.”

Lorsque ces structures de vent solaire solaire atteignent le champ magnétique de la Terre, ils peuvent augmenter la dynamique qui affecte les ceintures de rayonnement de la Terre. Pour lancer des vaisseaux spatiaux à travers ces ceintures, y compris ceux qui emmèneront les astronautes sur la lune et au-delà, les scientifiques doivent comprendre la structure du vent solaire et les changements qui se produisent dans cette région.

“La mission de punch est soutenue sur les épaules des géants”, a déclaré Madhulika Guhathakurta, scientifique du programme de punch au siège de la NASA à Washington. “Pendant des décennies, les missions d’héliophysique nous ont donné un aperçu de la couronne solaire et du vent solaire, dont chacun offre des vues cruciales mais partielles de l’influence de notre dynamique d’étoile dans le système solaire.”

Lorsque les scientifiques combinent des données de punch et Sonde solaire de la NASA Parkerqui vole à travers la couronne du soleil, vous verrez à la fois le panorama général et les détails. En travaillant ensemble, la sonde Parker et Punch Solar couvre un champ de vision qui passe d’un peu plus d’un kilomètre (un demi-mile) à plus de 260 millions de kilomètres (environ 160 millions de miles).

De plus, l’équipe de punch combinera ses données avec diverses observations d’autres missions, telles que la démonstration de l’expérience de diagnostic coronal (Codex), qui observe la couronne de la surface du soleil encore plus proche de sa position privilégiée à bord de la station spatiale internationale. Les données de punch complètent également les observations des images générant des exagions de l’effet Zeeman sur les courants électriques de l’acronyme de la NASA en anglais), dont le lancement est prévu pour mars 2025, qui étudie les perturbations de la zone magnétique associée aux aurores de la terre à une grande altitude que le punch détectera également avec sa vue large.

Comme le vent solaire que Punch détournera le regard du soleil et de la terre, il sera étudié par la mission de la cartographie et de l’accélération intéressante (IMAP), dont le lancement est prévu pour 2025.

“La mission de punch unira ces perspectives, offrant une vision continue sans précédent qui relie l’endroit où le vent solaire provient de la couronne avec son évolution à travers l’espace interplanétaire”, a déclaré Guhathakurta.

La mission Punch devrait effectuer des études scientifiques pendant au moins deux ans, après une période de départ de 90 jours après le lancement. La mission sera lancée en tant que voyage partagé avec le prochain observatoire de l’astrrophysique de l’agence, le spectrophotomètre de l’histoire de l’univers au moment de la relocalisation de la glace et de l’explorateur (Spherex).

“Punch est l’incorporation la plus récente d’une mission d’héliophysique dans la flotte de la NASA, qui offre une science innovante chaque seconde de chaque jour”, a déclaré Joe Westlake, directeur de la division héliophysique du siège de la NASA à Washington. “Lancer cette mission en tant que voyage partagé renforce sa valeur à la nation, en optimisant chaque livre de la capacité de lancement pour maximiser les performances scientifiques pour le coût d’un seul lancement.”

La mission Punch est dirigée par les bureaux du Southwest Research Institute à San Antonio, au Texas, et Boulder, Colorado. La mission est administrée par le Bureau du programme Explorers au NASA Goddard Center for the NASA Scientific Missions Management à Washington.

Par Abbey Interrant
Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Maryland

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