Deux CubeSats, ou petits satellites, sont en quête de fournir des informations sur les perturbations météorologiques spatiales et l’impact ultérieur sur les signaux de communication. Le duo dynamique, Plasma Enhancements in the Ionosphere-Thermosphere Satellite (petitSat) et Scintillation Prediction Observations Research Task (SPORT), est arrivé à la Station spatiale internationale le 27 novembre 2022, dans le cadre de la 26e mission commerciale de réapprovisionnement de SpaceX pour la NASA. Les deux CubeSats ont été déployés depuis la station spatiale le 29 décembre 2022 à 8 h 55 HNE.
Les scientifiques des deux missions sont plus intéressés par l’étude d’une couche de la haute atmosphère terrestre connue sous le nom d’ionosphère. L’ionosphère est l’endroit où les impacts de la météo spatiale sur notre technologie se font le plus sentir. Il abrite de nombreux satellites, dont la Station spatiale internationale. Les ondes radio et les signaux GPS traversent l’ionosphère et leurs variations peuvent interférer, voire perturber, nos signaux de communication. La météo spatiale peut également créer des courants électriques qui peuvent induire une charge électrique dans les satellites en orbite et, dans des cas extrêmes, provoquer des pannes de courant au sol.
Jour après jour, l’ionosphère est cuite par le rayonnement solaire en une soupe d’ions chargés positivement et d’électrons chargés négativement, appelée plasma. Les fluctuations de l’ionosphère provoquent la formation de régions à faible et à haute densité (bulles et gouttes) dans le plasma. Ces bulles et gouttes peuvent disperser les signaux radio, les envoyant parfois s’entrechoquer dans un phénomène appelé scintillation. Il en résulte des signaux radio bruyants, qui peuvent réduire la fiabilité des systèmes de communication et de navigation, voire perturber complètement les signaux.
« Si vous mettez un crayon dans un verre d’eau à moitié plein, le crayon semble cassé », a déclaré Linda Habash Krause, scientifique du projet SPORT au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama. « Que se passe-t-il lorsque vous avez des bulles ? Semblable au crayon dans l’eau, les signaux traversent de nombreux virages. »
Malheureusement, les scientifiques ne comprennent pas exactement comment les bulles et les gouttes de plasma apparaissent. Une fois que petitSat et SPORT seront lancés depuis la station spatiale, les deux CubeSats utiliseront des instruments scientifiques complémentaires pour étudier les conditions qui provoquent la formation de ces caractéristiques perturbatrices.
« L’idée est que les équipes scientifiques travailleront ensemble et se compareront », a déclaré Jeff Klenzing, chercheur principal de petitSat au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
SPORT est équipé de six instruments pour effectuer des mesures dans toute l’ionosphère. Cela aidera à déterminer les conditions qui existent juste avant la formation des bulles de plasma et, finalement, comment leur évolution affecte les signaux de communication au sol. SPORT transmettra les données à l’Institut national brésilien de recherche spatiale (INPE), où les données seront distribuées aux chercheurs de l’INPE, de la NASA et d’autres partenaires américains.
De manière complémentaire, petitSat travaillera pour déterminer ce qui déclenche les blobs de plasma, quand ils apparaissent, ou encore quelle est la taille d’une région qu’ils occupent.
petitSat et SPORT fourniront des observations et des informations améliorées sur les phénomènes météorologiques spatiaux qui ont un impact sur les communications. Ces missions amélioreront collectivement notre compréhension de notre environnement spatial en constante évolution et amplifieront les capacités actuelles des petits satellites au profit direct de notre société.
Plus nous en apprenons sur la météo spatiale et sur la façon de la prévoir, mieux nous pouvons protéger nos astronautes, nos engins spatiaux et notre technologie.