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satellite d'observation du Soleil De Wikipédia, l'encyclopédie libre
Solar and Heliospheric Observatory • SoHO
« SOHO » redirige ici. Pour les autres significations, voir Soho.
| Organisation | ESA, NASA |
|---|---|
| Domaine | Observation solaire |
| Statut | Opérationnel |
| Autres noms | Solar and Heliospheric Observatory |
| Lancement | |
| Fin de mission | (prévu)[1] |
| Site | sohowww.nascom.nasa.gov |
| Masse au lancement | 1 850 kg |
|---|
| Orbite | Héliocentrique |
|---|---|
| Localisation | Point de Lagrange L1 |
| CDS | Spectro-coronographe |
|---|---|
| CELIAS | Analyse de particules |
| COSTEP | Analyse de particules |
| EIT | Télescope UV |
| ERNE | Analyse de particules |
| GOLF | Sismologie du coeur |
| LASCO | Coronographe |
| MDI/SOI | Imageur Doppler |
| SUMER | Télescope UV |
| SWAN | Analyse du vent solaire |
| UVCS | Télescope UV |
| VIRGO | Imageur photométrique |
L’Observatoire solaire et héliosphérique, en anglais Solar and Heliospheric Observatory, en abrégé SoHO, est un observatoire solaire spatial placé en orbite autour du Soleil. Son objectif principal est l'étude de la structure interne du Soleil, des processus produisant le vent solaire et de la couronne solaire. Pour mener à bien sa mission, le satellite SoHO, d'une masse de 1,8 tonne, emporte 12 instruments permettant d'effectuer des observations à la fois in situ et à distance.
SoHO est sélectionné en 1984 dans le cadre du programme scientifique Horizon 2000 de l'Agence spatiale européenne. La NASA participe au développement et à la gestion opérationnelle de la mission à hauteur d'un tiers du coût total. Après son lancement en 1995, SoHO ayant été placé au point de Lagrange L1 début 1996, il a permis de nombreuses découvertes fondamentales. La mission, d'une durée initiale de deux ans, est étendue jusqu'en [2] puis jusqu'au 31 décembre 2025. Une nouvelle annonce est attendue en 2022 pour confirmer cette date[1].
Le 25e anniversaire du lancement a été fêté le , alors que le satellite, toujours en activité, avait été conçu pour quatre années d'activités[3].
À la fin des années 1970 et au début des années 1980, les spécialistes de la physique du Soleil en Europe et aux États-Unis cherchent à capitaliser sur les résultats des observatoires spatiaux solaires OSO-8 et Apollo Telescope Mount (ATM était l'observatoire solaire embarqué à bord de la station spatiale de la NASA Skylab). Ils travaillent à la mise au point du projet GRIST (Grazing Incidence Solar Telescope) qui devait initialement être embarqué à bord de Skylab. À la suite de l'abandon du projet GRIST (Grazing Incidence Solar Telescope), la mission SoHO est proposée en pour répondre à un appel à propositions lancé par l'Agence spatiale européenne. Les scientifiques disposent depuis peu d'une mesure des vitesses dans la couronne solaire et ils se proposent d'étudier, grâce à des spectromètres embarqués à bord de ce satellite, les processus à l’œuvre dans la haute atmosphère solaire. Un autre type d'observatoire spatial solaire est à l'époque en cours d'étude à l'Agence spatiale européenne (ESA) : DISCO doit être le premier satellite consacré à la science toute neuve de l'héliosismologie c'est-à-dire à l'étude de la propagation du son à l'intérieur du Soleil. Mais début 1983, ce projet est annulé et l'équipe du projet SoHO décide d'intégrer l'héliosismologie dans les objectifs de leur satellite. SoHO doit être placé sur une orbite de halo autour du point de Lagrange L1 du système Soleil-Terre ce qui permettait à la fois une étude in situ du vent solaire sans interférence avec la magnétosphère terrestre et une observation continue du Soleil.
Un groupe de travail réunissant des scientifiques et des représentants de l'ESA, l'ISAS (l'agence spatiale scientifique japonaise) et la NASA étudie entre 1983 et 1985 les nombreux types de mission envisageables pour des études de la physique Terre-Soleil. Le résultat de ces travaux est une série de missions cohérentes regroupées dans un programme baptisé International Solar-Terrestrial Physics (ISTP). Cet ensemble de missions devait permettre d'effectuer des études comparatives — par des observations à la fois in situ et à distance — des principaux processus à l’œuvre dans le Soleil, la magnétosphère et de l'espace interplanétaire. L'ESA contribue à ISTP (International Solar-Terrestrial Physics) à travers deux missions : SoHO et Cluster qui est une constellation de 4 satellites chargés de réaliser une cartographie en trois dimensions de la magnétosphère terrestre. L'étude des relations entre la Terre et le Soleil est également le thème scientifique principal retenu par l'Inter-Agency Consultative Group (IACG) qui regroupe un ensemble plus large d'agences spatiales incluant notamment l'institut scientifique spatial russe IKI. Le programme ISTP (International Solar-Terrestrial Physics) est porté par la suite par l'IACG (Inter-Agency Consultative Group)[4].
SoHO a pour objectif de répondre à trois interrogations fondamentales dans le domaine de la physique du Soleil[5] :
L'ensemble formé par SoHO et Cluster est sélectionné en 1984 dans le cadre du programme scientifique Horizon 2000 de l'Agence spatiale européenne. Il s'agit d'une des quatre « pierres angulaires » du programme. Le satellite est réalisé par un consortium d'entreprises européennes menées par la société Matra. Les instruments scientifiques sont développés par des laboratoires scientifiques européens et américains. La NASA finance un tiers de la mission en fournissant certains équipements (enregistreurs sur bande magnétique, amplificateurs pour le système de télécommunications, viseurs d'étoiles), plusieurs instruments scientifiques, le lanceur ainsi que le centre de contrôle.
SoHO est lancé le depuis la base de Cap Canaveral, en Floride, par une fusée de type Atlas II.
Le satellite est positionné entre la Terre et le Soleil, positionné aux alentours du point de Lagrange L1 du système Soleil-Terre, endroit où les attractions terrestre et solaire s'équilibrent. Comme le point de Lagrange L1 est instable, SoHO est forcé d'effectuer des révolutions autour de celui-ci suivant une courbe en forme de haricot. Il est approximativement à 1,5 million de kilomètres de la Terre, dans la direction du Soleil.
Le , le contact avec SoHO est perdu pour des raisons qui n'ont pas été clairement identifiées. L'orientation du satellite n'est plus maintenue face au Soleil. Sachant que dans l'espace, la température ambiante est de −150 °C lorsqu'on est à l'ombre du Soleil, et de +200 °C quand on y est exposé, les moyens de régulation thermique d'un satellite sont toujours très précis et ce genre de mouvement désordonné provoque, soit une surchauffe, soit une baisse de température très importante, selon la partie exposée du satellite. Ce n'est qu'un mois après avoir perdu le contact que les agences américaine et européenne parviennent à localiser SoHO. Le , une première localisation du satellite est obtenue grâce au radiotélescope d'Arecibo à Puerto Rico, servant d'émetteur et une antenne de 70 mètres de diamètre de la NASA comme récepteur radar. Le , une première réponse de SoHO parvient. Une télémétrie complète est reçue le 8 du même mois, donnant une première estimation de l'état des instruments à bord et des moyens de propulsion. Les réservoirs d'hydrazine servant à la propulsion chimique du satellite sont extrêmement refroidis, et l'hydrazine est gelée. Il a donc fallu la dégeler tant bien que mal pour pouvoir, le , amorcer une phase de stabilisation du satellite toujours en mouvement de spin. Ce n'est que le , les instruments n'ayant pas trop souffert, que la NASA annonçait une remise en route normale du projet.
La mission primaire de SoHO s'achève en 1998. Compte tenu de la qualité des résultats et de l'état du satellite, la mission est prolongée à plusieurs reprises. Elle est prolongée une première fois de 5 ans de à . En 2002, une nouvelle prolongation porte la date de fin à . En , celle-ci est repoussée à . En , SoHO se voit accorder de nouveau un sursis jusqu'à , puis fin 2013. L'échéance est à nouveau repoussée jusqu'à fin 2016[6]. Le , il est annoncé que la mission est prolongée jusqu'au [7]. Le , la mission est à nouveau prolongé jusque 2020, avec une extension possible jusqu'à la fin 2022[8],[9].
SoHO est un satellite de forme parallélépipédique haut de 4,3 mètres avec une section de 2,7 sur 3,7 mètres. Une fois les panneaux solaires déployés son envergure atteint 9,5 mètres. Sa masse totale est de 1 850 kg dont 610 kg de charge utile constituée par douze instruments permettant l'observation à distance du Soleil et l'étude in situ du vent solaire. Le satellite est, de manière classique, composé de deux parties : la plateforme (ou bus) formant la partie inférieure regroupe les équipements permettant au satellite de fonctionner (production et contrôle d'énergie, contrôle thermique, pointage, télécommunications) et comporte des points d'attache pour les panneaux solaires déployés en orbite. La charge utile regroupe les différents instruments scientifiques dans la partie supérieure du satellite[10].
Pour répondre aux objectifs fixés à la mission, SoHO emporte trois groupes d'instruments :
| Équipement | Description | Objectifs | Concepteur |
|---|---|---|---|
| CDS (Coronal Diagnostic Spectrometer) | Laboratoire Rutherford Appleton, Royaume-Uni | ||
| CELIAS (Charge, Element, and Isotope Analysis System) | Université de Berne, Suisse | ||
| COSTEP (Comprehensive Suprathermal and Energetic Particle Analyzer) | Université de Kiel, Allemagne | ||
| EIT (Extreme ultraviolet Imaging Telescope (en)) | Institut d'astrophysique spatiale, France | ||
| ERNE (Energetic and Relativistic Nuclei and Electron experiment) | Université de Turku, Finlande | ||
| GOLF (Global Oscillations at Low Frequencies) | Institut d'astrophysique spatiale, France | ||
| LASCO (en) (Large Angle and Spectrometric Coronagraph) | Laboratoire de la Recherche Navale, États-Unis et Institut Max-Planck de recherche sur le Système solaire de la société Max-Planck, Allemagne | ||
| MDI/SOI (Michelson Doppler Imager/Solar Oscillations Investigation) | Université Stanford, États-Unis | ||
| SUMER (Solar Ultraviolet Measurements of Emitted Radiation) | Institut Max-Planck de recherche sur le Système solaire, Institut d'astrophysique spatiale, France | ||
| SWAN (Solar Wind Anisotropies) | Finnish Meteorological Institute, Finlande et Service d'aéronomie, France | ||
| UVCS (Ultraviolet Coronagraph Spectrometer) | Centre Harvard-Smithsonian pour l'Astrophysique, États-Unis | ||
| VIRGO (Variability of Solar Irradiance and Gravity Oscillations) | World Radiation Center, Suisse, Centre européen de technologie spatiale (ESTEC), Pays-Bas |
SoHO a révolutionné notre connaissance du Soleil. Des millions de clichés et de mesures, des centaines de publications scientifiques sont dues aux données qu'il a transmises à la Terre et continue quotidiennement à observer et transmettre la météo solaire (surface et couronne). Parmi les principales découvertes figurent[11] :
SoHO, grâce à sa position, a permis de détecter un très grand nombre de comètes. L'instrument SWAN a permis la détection des comètes par la signature de leur dégazage en rayonnement L tandis que l'instrument LASCO a permis l'observation de plus de 200 comètes rasantes. SoHO en avait recensé 500 en et trois ans plus tard le Toni Scarmato découvre la 1 000 e comète[13]. Le , la sonde détecte sa 1 500 e comète[14], puis la 2 000 e le , par Michal Kusiak[15].
Les images prises par SoHO montrent des comètes s'approchant très près du Soleil et le vent solaire souffler avec force sur elles, leur faisant onduler une des deux queues de manière spectaculaire. Environ 85 % des comètes découvertes avec l'aide des clichés de SoHO appartiennent au groupe de Kreutz (en l'hommage de Heinrich Kreutz, le premier à avoir identifié ce groupe particulier de comètes). Pour une grande part, ces comètes s'évaporent au voisinage du Soleil, ce sont des comètes rasantes.
Entre les 13 et , SoHO découvre 25 comètes qui s'écrasent sur le Soleil, probablement des membres du groupe de Kreutz. Karl Battams du Naval Research Laboratory pense que ces évènements pourraient préfigurer du passage d'une comète du type de la comète Ikeya-Seki[16].
Pour le 25e anniversaire, un bilan temporaire a été établi[17]:
Note : les 3 gyroscopes sont hors service.
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