Le Soleil n'est pas exactement placide, bien qu'il semble assez paisible dans les regards rapides que nous pouvons voler à l'œil nu. En réalité cependant, le Soleil est un corps dynamique et chaotique, pulvérisant le vent et le rayonnement solaire et faisant irruption dans de grandes feuilles de plasma. Vivre dans une société technologique à côté de tout cela est un défi.
La plupart du temps, le soleil ne fait que réchauffer la Terre. Mais parfois, ses éruptions conduisent à des tempêtes solaires qui frappent la Terre. Et dans notre monde électrifié et globalement communicatif, ces tempêtes peuvent causer beaucoup de dégâts. Potentiellement des milliards d'euros de dégâts rien qu'en Europe, selon l'Agence spatiale européenne (ESA). Il y a des choses que nous pouvons faire pour protéger notre réseau électrique, nos systèmes de communication et nos autres infrastructures contre les tempêtes géomagnétiques causées par le Soleil. Mais, nous devons savoir quand on vient.
Si nous voulons prédire avec précision les tempêtes solaires, nous devons observer leur source: le Soleil. Bien que nous puissions voir le Soleil depuis la Terre, le champ magnétique terrestre, qui fonctionne réellement pour nous protéger de ces tempêtes, est un obstacle à la surveillance du Soleil. L'atmosphère bloque les rayons X, les UV extrêmes et les rayons gamma du Soleil, ce qui rend également plus difficile l'observation détaillée du Soleil.
Ce n'est pas que les observations au sol du Soleil ne peuvent pas nous parler du comportement du Soleil et des tempêtes solaires imminentes, c'est juste qu'ils ne peuvent pas le faire seuls. Les satellites à l'intérieur de la magnétosphère terrestre mais à l'extérieur de l'atmosphère peuvent également aider. Mais ils prennent des mesures in situ, ils ne font pas de prévisions.
L'ESA prévoit une mission qui nous avertira plus à l'avance des tempêtes dangereuses. Pour être plus efficace, il doit être dans l’espace, loin de la magnétosphère terrestre. La mission s'appelle Lagrange, et l'ESA envisage actuellement une paire d'engins spatiaux. L'un serait assis à Lagrangian Point 1 et l'autre à Lagrangian Point 5.
Les points de Lagrange sont des emplacements spécifiques dans l'espace où la force gravitationnelle de la Terre et du Soleil s'équilibrent, et un vaisseau spatial peut rester dans cette position pendant longtemps avec une consommation de carburant minimale. Il existe déjà plusieurs vaisseaux spatiaux en L1 et L2, et d'autres sont à venir. (Le télescope spatial James Webb sera déployé à L2.)
Le Soleil éclate parfois et émet de vastes globes de matière avec des lignes de champ magnétique à partir des éjections de masse coronale. La plupart de ces globes ne viennent pas près de la Terre; mais de temps en temps, on nous frappe. Et cela provoque une tempête géomagnétique ici, alors que l'explosion du Soleil submerge temporairement la magnétosphère terrestre.
Mais ces tempêtes ne viennent pas de nulle part. Ils commencent avec des conditions observables sur le Soleil. Le Soleil a un cycle de 11 ans, et la partie de ce cycle avec le plus d'activité solaire et le potentiel de tempête est appelée le maximum solaire. Pendant le maximum solaire, la plupart des tempêtes proviennent d'éjections de masse coronale (CME). À d'autres moments du cycle de 11 ans, les tempêtes sont également engendrées par des régions d'interaction co-tournantes (CIR).
Mais quelle qu'en soit la cause, ils viennent tous du Soleil, et les prédire avec plus de précision est dans l'intérêt de tous.
La paire d'engins spatiaux fonctionnerait ensemble pour surveiller le Soleil. L1 est dans le vent solaire, en position amont. Les mesures L1 peuvent nous renseigner sur la météo spatiale qui se dirige vers la Terre. La position L5 nous donne une sorte de vue latérale des éjections de masse coronale, et qui permet de meilleures mesures de la vitesse et de la direction d'un CME. Ensemble, ces informations signifieraient de meilleures prévisions.
"L'une des meilleures façons d'observer une activité solaire en évolution rapide est de positionner un vaisseau spatial dédié légèrement à l'écart de notre ligne directe vers le Soleil, afin qu'il puisse observer le" côté "de notre étoile avant qu'il ne tourne en vue", a déclaré Juha- Pekka Luntama, responsable de la météo spatiale au centre de contrôle de mission de l'ESA, Darmstadt, Allemagne.
Le vaisseau spatial L1 mesurerait le matériau réel de la tempête en direction de la Terre et pourrait échantillonner sa vitesse, sa densité, sa température et sa pression. Il peut également mesurer la force et la direction du champ magnétique interplanétaire (FMI), qui est la partie du champ magnétique du Soleil poussée dans l'espace par le vent solaire du Soleil. La position L1 permet également au vaisseau spatial de regarder le disque solaire et la couronne, et de mesurer les particules énergétiques du Soleil.
La position L5 est à 60 degrés derrière la Terre lorsqu'elle tourne autour du Soleil. Le vaisseau spatial L5 regarderait les choses de côté et verrait le côté du Soleil qui était sur le point de tourner pour faire face à la Terre. Ce vaisseau spatial pourrait également observer la propagation et l'émission de nuages de plasma vers la Terre.
"Le L5 est un excellent endroit pour une future mission de météorologie spatiale de l'ESA, car il donne une vue avancée de ce qui se passe au Soleil", a déclaré Juha-Pekka dans un communiqué de presse.
"Le vaisseau spatial fournirait des données cruciales qui nous aideront à repérer les éjections arrivant sur Terre, à améliorer nos prévisions de l'heure d'arrivée sur Terre et à fournir une connaissance avancée des régions actives du Soleil lors de leur rotation en vue."
Pour cette mission, les deux vaisseaux spatiaux ne seraient pas identiques. Pour remplir leur rôle scientifique, ils auraient chacun besoin d'une suite d'instruments différente. Parmi ces instruments, il y a les magnétographes, les coronographes, les imageurs héliosphériques, les magnétomètres, les spectromètres, les analyseurs de plasma et autres.
La mission Lagrange ferait partie d'un réseau d'installations d'observation, à la fois dans l'espace et ici sur Terre, dédié à la prévision des tempêtes spatiales. Ensemble, ils constituent le réseau de météorologie spatiale (SWE) de l’ESA.
Dans un communiqué de presse, l'ESA déclare qu'un seul événement météorologique spatial extrême pourrait entraîner jusqu'à 15 milliards de dollars (16,2 milliards de dollars américains). Grâce à un avertissement préalable, les gestionnaires de réseau électrique seraient en mesure de se préparer à la tempête et de réduire les dommages, et de s'assurer que l'électricité des installations critiques comme les hôpitaux n'était que légèrement interrompue. Les opérateurs de satellites en bénéficieraient également.
La mission est actuellement en phase de conception. Des experts en météorologie spatiale et en conception d'instruments de consortiums industriels et scientifiques européens y travaillent. L'ESA indique qu'elle sélectionnera un plan de mission dans un délai d'environ 18 mois.
Plus:
- Communiqué de presse: Mission Lagrange
- Communiqué de presse supplémentaire: mission Lagrange
- Space Magazine: les prévisions météorologiques spatiales peuvent désormais donner aux satellites une journée entière d'avertissement lorsqu'une tempête solaire meurtrière arrive
