La mission Smile entame ses opérations scientifiques

La mission européenne et chinoise Smile est entrée dans sa phase scientifique, franchissant une étape opérationnelle majeure pour une sonde conçue afin d’observer la réaction de la Terre au flux de particules chargées provenant du Soleil. Selon l’Agence spatiale européenne, la mission a été déclarée prête à entamer ses opérations scientifiques le 23 septembre, après une campagne de mise en service en orbite faisant suite à son lancement en mai et à son arrivée sur l’orbite cible en juin.

Smile est conçue pour étudier le lien entre l’activité solaire, l’environnement magnétique terrestre et les aurores. Ces travaux s’inscrivent dans le domaine en plein essor de la météorologie spatiale, où les chercheurs cherchent à mieux comprendre des processus susceptibles d’affecter les infrastructures électroniques sur Terre et en orbite. La mission emporte quatre instruments destinés à observer des aspects complémentaires de l’interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre.

Du lancement à l’aptitude scientifique

La sonde a été lancée le 19 mai et a atteint son orbite cible pour les opérations scientifiques le 20 juin. L’ESA indique que les équipes européennes et chinoises ont ensuite consacré les mois suivants à sa mise en service : déploiement de mécanismes, mise sous tension d’unités, vérification des communications entre la sonde et le sol et résolution de problèmes détectés en vol.

Ce processus est essentiel, car on ne peut pas supposer que le comportement d’une sonde en orbite corresponde à tous égards aux essais effectués au sol. Les instruments et les systèmes doivent fonctionner dans les conditions thermiques, radiatives et optiques de l’espace, tandis que leurs liaisons de données et leurs séquences opérationnelles doivent rester fiables pendant de longues périodes. La déclaration d’aptitude scientifique de Smile signifie que la mission a achevé une préparation suffisante pour commencer ses observations prévues.

L’ESA a présenté cette étape comme le résultat d’une collaboration entre les équipes européennes et chinoises. Ce partenariat est une caractéristique notable de Smile : la mission rassemble les contributions des deux parties pour étudier un système physique mondial reliant le Soleil et la Terre.

Quatre façons d’observer la météorologie spatiale

Smile emporte quatre instruments scientifiques : un imageur en rayons X mous, un imageur ultraviolet des aurores, un magnétomètre et un analyseur d’ions légers. Ensemble, ils doivent recueillir des informations sur les tempêtes solaires, les tempêtes géomagnétiques et les processus par lesquels l’activité solaire interagit avec le champ magnétique terrestre.

L’imageur ultraviolet des aurores, appelé UVI, a déjà transmis les premières images rendues publiques par la mission. L’ESA affirme qu’il s’agit de la première caméra depuis 2008 à avoir capturé en lumière ultraviolette l’anneau complet des aurores boréales autour du pôle Nord. L’instrument peut désormais enregistrer les aurores pendant 45 heures au maximum, une durée que l’agence qualifie de record.

Les images ont été enregistrées le 24 juillet, environ deux semaines après l’activation d’UVI. Elles montrent une activité dans l’anneau auroral associée à une perturbation du champ magnétique terrestre provoquée par un afflux de particules du vent solaire. Les aurores comptent parmi les résultats les plus visibles de la relation Soleil-Terre, mais les processus qui les produisent impliquent une interaction beaucoup plus vaste entre particules chargées, champs magnétiques et haute atmosphère terrestre.

L’imageur en rayons X mous de Smile, ou SXI, a également été mis sous tension et a pris ses premières images. L’ESA indique que la caméra a été vérifiée en observant les restes d’une étoile lointaine ayant explosé, ce qui a confirmé son fonctionnement conforme aux attentes. L’instrument constitue une contribution européenne essentielle à la mission.

Un problème découvert en orbite

La campagne de mise en service a également identifié un problème optique lorsque SXI est orienté vers la Terre. Selon l’ESA, la caméra détecte actuellement trop de lumière parasite indésirable dans cette configuration. L’instrument fonctionne correctement, mais il est nécessaire de réduire cette lumière pour améliorer les observations de l’environnement spatial proche de la Terre que Smile doit réaliser.

C’est précisément le type de difficulté que la mise en service en orbite doit révéler. L’article ne présente pas le problème comme une panne susceptible de mettre fin à la mission ; il indique plutôt que les équipes s’emploient à réduire la lumière indésirable. Cette découverte montre que les opérations scientifiques peuvent commencer tandis que les ingénieurs continuent d’affiner l’utilisation et l’étalonnage des instruments dans leur environnement réel.

Pour une mission consacrée à l’observation d’un système aussi dynamique que la météorologie spatiale, les performances des instruments et les conditions de visibilité sont déterminantes. Une image en rayons X mous peut aider les scientifiques à étudier des aspects de l’interaction entre le vent solaire et l’environnement magnétique terrestre qui sont difficiles à voir en lumière visible. La gestion de la lumière parasite est donc importante pour transformer une caméra fonctionnelle en outil scientifique fiable.

Pourquoi les observations de Smile comptent

L’activité solaire peut provoquer des perturbations du champ magnétique terrestre. Ces perturbations sont intéressantes en elles-mêmes pour la science, mais elles peuvent également concerner des technologies dépendant d’infrastructures électroniques fiables. L’ESA indique que Smile fournira des données sur la manière dont l’activité solaire interagit avec le champ magnétique terrestre, produit des aurores et peut affecter les infrastructures électroniques sur Terre et autour d’elle.

La mission n’est pas présentée comme un système d’alerte à usage unique. Sa contribution est scientifique : améliorer l’observation de la relation Soleil-Terre grâce à des mesures coordonnées. La charge utile à quatre instruments offre aux chercheurs plusieurs points de vue sur des processus liés, de l’activité aurorale aux conditions magnétiques et particulaires.

Le début des opérations scientifiques fait donc passer Smile de la préparation à la collecte de données. Les premières images ultraviolettes et les images test en rayons X montrent que la charge utile commence à produire des observations, tandis que le travail d’ingénierie restant sur la lumière parasite indique que la mission continuera de mûrir en fonctionnement.

Une nouvelle phase pour une mission conjointe

La mise en service étant largement achevée, Smile peut maintenant commencer les observations continues pour lesquelles elle a été construite. Sa phase scientifique donnera aux chercheurs de nouvelles occasions d’examiner comment les bouffées de particules et d’énergie solaires affectent au fil du temps l’environnement magnétique terrestre.

Les premiers progrès de la mission illustrent également la nature itérative de la science spatiale. Le lancement n’est qu’un début ; une sonde doit faire ses preuves en orbite, les instruments doivent être caractérisés dans des conditions réelles et les capacités scientifiques progressent à mesure que les équipes apprennent à utiliser la plateforme. Smile a franchi ce seuil et entame un nouvel effort conjoint pour étudier l’environnement spatial changeant autour de la Terre.

Cet article s’appuie sur des informations publiées par esa.int. Lire l’article original.