À la veille de Noël, un engin spatial s’approchera du Soleil comme jamais auparavant, fascinant l’imagination des habitants de la Terre. Le 24 décembre dernier, la sonde solaire Parker de la NASA est passée à 3,8 millions de kilomètres du Soleil. Cette manœuvre audacieuse a permis à la sonde de s’approcher sept fois plus près de notre étoile que toutes les missions précédentes. En traversant l’atmosphère extérieure du Soleil, connue sous le nom de couronne, Parker a atteint une vitesse sans précédent de 430 000 miles par heure, battant ainsi son propre record de la vitesse la plus rapide jamais atteinte par un objet fabriqué par l’homme.
« C’est un voyage de découverte », a déclaré Nicky Fox, administrateur associé du Science Mission Directorate de la NASA. « Nous nous aventurons vraiment dans l’inconnu. Rien n’a volé dans l’atmosphère d’une étoile, et aucune autre mission ne le fera avant longtemps. »
Depuis son lancement en 2018, la sonde solaire Parker s’approche régulièrement du soleil à travers une série de 21 survols solaires, appelés périhélies. Cette mission, une collaboration entre la NASA et le Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, a révolutionné notre compréhension du Soleil, révélant de nouvelles connaissances sur les vents solaires, les champs magnétiques et la couronne. Elle a également fourni, en cours de route, des images époustouflantes, découvert des comètes et livré des données précieuses sur Vénus.
Les défis techniques posés par un vol aussi proche du Soleil sont immenses. Le bouclier thermique de la sonde doit résister à des températures de près de 2 000 degrés Fahrenheit. « Nous sommes convaincus que la mission se déroule très bien, et même bien mieux que prévu », a déclaré Nour Raouafi, responsable scientifique du projet au laboratoire de physique appliquée. « Mais cela reste une mission à très haut risque. Tout peut arriver à tout moment. »
Au cours des périples précédentes, la sonde a traversé une région appelée surface d’Alfvén, où le vent solaire — un flux de particules chargées émises par le Soleil — s’échappe dans l’espace. Lors de sa 22ᵉ rencontre, Parker plongera à des centaines de milliers de kilomètres de profondeur dans une région jamais explorée de l’atmosphère du Soleil. Cette approche rapprochée pourrait fournir des informations sans précédent sur les mécanismes qui accélèrent le vent solaire et chauffent la couronne.
« Nous avons à peine franchi ce point d’Alfvén lors de nos précédentes rencontres », a déclaré Adam Szabo, scientifique chargé de la mission au Goddard Space Flight Center de la NASA. Une exploration plus approfondie pourrait fournir des données précieuses sur les ondes en interaction qui peuvent contribuer à accélérer le vent solaire dans le système solaire.
Le Soleil étant actuellement dans sa phase la plus active, connue sous le nom de maximum solaire, la sonde pourrait observer de près des événements solaires spectaculaires. Elle a déjà été confrontée à des éjections de masse coronale (EMC), des explosions massives de plasma et de champs magnétiques qui peuvent avoir un impact significatif sur la météorologie spatiale. L’équipe de la mission espère que les rencontres avec de tels phénomènes permettront de mieux comprendre les processus qui chauffent la couronne et alimentent le vent solaire.
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« Si le Soleil nous offre l’une de ces énormes explosions, comme une éjection de masse coronale, lorsque Parker est très proche du Soleil, ce serait fantastique », a déclaré le Dr Raouafi.
La sonde sera injoignable jusqu’au 27 décembre, date à laquelle elle devrait envoyer un message à la Terre pour confirmer son état. Si tout se passe bien, la sonde renverra des observations de ce gros plan sans précédent dans les mois à venir. Deux autres périhélies sont prévues pour 2025, et Parker a suffisamment de carburant pour plusieurs années supplémentaires, même s’il ne s’aventurera pas plus près du Soleil.
L’approche du Soleil par la mission est l’aboutissement d’une vision qui remonte à l’aube de l’ère spatiale. Les progrès ont toutefois été retardés pendant des décennies en raison des immenses défis techniques, en particulier l’énergie nécessaire pour propulser un vaisseau spatial si près de notre étoile. Les manœuvres traditionnelles d’assistance gravitationnelle étaient insuffisantes pour répondre aux exigences uniques de cette mission.
En 2007, Yanping Guo, responsable de la conception et de la navigation de la mission au Laboratoire de physique appliquée, a imaginé une solution : une trajectoire comportant sept manœuvres d’assistance gravitationnelle à partir de Vénus. Cette approche innovante a permis à la sonde de modifier progressivement son orbite, en se rapprochant du Soleil à chaque passage. La mission a finalement été baptisée du nom d’Eugene Parker, le physicien qui a prédit pour la première fois l’existence du vent solaire dans les années 1950. Parker a vécu jusqu’au lancement de son vaisseau spatial homonyme, avant de décéder en 2022 à l’âge de 94 ans.
Depuis son lancement, la sonde solaire Parker a réalisé de nombreuses avancées. Elle a confirmé l’existence de « switchbacks » magnétiques — des structures en zigzag dans le vent solaire qui aident à propulser ces particules chargées vers l’extérieur. La sonde a également observé une zone sans poussière près du Soleil, comme l’avait prédit l’astronome Henry Norris Russell en 1929.
« En volant si près du Soleil, Parker détecte maintenant des conditions dans la couche de l’atmosphère solaire dominée par le magnétisme, la couronne, que nous n’avions jamais pu observer auparavant », a déclaré le Dr Raouafi. « Nous voyons des preuves de notre présence dans la couronne dans les données sur le champ magnétique, le vent solaire et visuellement dans les images ».
En avril 2021, lors de son huitième survol, la sonde a traversé la couronne pour la première fois, échantillonnant directement les particules et les champs magnétiques. Cette étape a marqué une avancée majeure pour la science solaire. « Le fait que Parker “touche le Soleil” est un moment monumental pour la science solaire et un exploit vraiment remarquable », a déclaré Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la Science Mission Directorate au siège de la NASA. « Tout ce que nous apprenons sur notre propre étoile nous permet également d’en savoir plus sur les étoiles du reste de l’univers. »
En poursuivant son voyage, la sonde promet de dévoiler d’autres secrets sur l’atmosphère du Soleil et son influence sur le système solaire. La compréhension des mécanismes à l’origine des vents solaires et du chauffage coronal a des implications non seulement pour la protection de notre civilisation dépendante de la technologie contre les phénomènes météorologiques spatiaux, mais aussi pour l’élargissement de nos connaissances en physique stellaire.
« Je suis impatient de voir ce que Parker découvrira lors de ses passages répétés dans la couronne dans les années à venir », a déclaré Nicola Fox, responsable de la division Héliophysique au siège de la NASA. Le potentiel de nouvelles découvertes est énorme, et chaque passage rapproche la sonde de phénomènes qui étaient autrefois hors de notre portée.
La mission a déjà fourni des informations précieuses sur la formation des aiguilles dans le vent solaire. Lors de rencontres récentes, la sonde solaire Parker a recueilli des données montrant que ces structures magnétiques en zigzag prennent naissance près de la surface du Soleil, dans des régions appelées « entonnoirs magnétiques ». Cette découverte aide les scientifiques à comprendre comment le vent solaire est chauffé et accéléré, un mystère qui a intrigué les chercheurs pendant des décennies.
À mesure que Parker se rapprochera du Soleil lors de ses prochains survols, elle aura davantage d’occasions de traverser la couronne. La taille de la couronne se dilate et se contracte en fonction du cycle solaire et, pendant les périodes d’activité solaire accrue, le bord extérieur de la couronne s’étend plus loin dans l’espace. La sonde a donc de meilleures chances de rester plus longtemps à l’intérieur de la couronne et de recueillir davantage de données.
« C’est une région très importante à explorer, car nous pensons que toutes sortes de phénomènes physiques peuvent s’y produire », a déclaré Justin Kasper, auteur principal d’un article sur cette étape publié dans Physical Review Letters. L’exploration de cette région pourrait fournir de nouvelles informations sur la manière dont les champs magnétiques du Soleil affectent le vent solaire et contribuent au chauffage coronal.
La mission de Parker a des implications pratiques pour la vie sur Terre. En comprenant les phénomènes solaires tels que les éjections de masse coronale et les vents solaires, les scientifiques peuvent mieux prévoir les phénomènes météorologiques spatiaux qui peuvent perturber les communications, le fonctionnement des satellites et même les réseaux électriques.
Bien que la mission ait déjà donné des résultats significatifs, le potentiel de découvertes futures reste élevé. La sonde est équipée pour étudier l’environnement du Soleil comme jamais auparavant. Chaque passage apporte de nouvelles données, remet en question les théories existantes et offre la possibilité d’observer de près des phénomènes solaires rares.
Le Dr Raouafi a fait part de son enthousiasme à l’idée de participer à une mission aussi novatrice. « J’aimerais pouvoir revenir en arrière, être un enfant et tout recommencer », a-t-il déclaré en pensant à l’avenir de l’exploration solaire et aux progrès qui attendent la prochaine génération de scientifiques.
Sauf imprévu, la sonde solaire Parker continuera à faire progresser notre compréhension du Soleil. Son voyage représente non seulement un jalon dans l’histoire de l’humanité, mais aussi un phare pour l’exploration future. Cette mission témoigne de la curiosité humaine et de notre quête incessante de connaissances sur l’univers dans lequel nous vivons.
