Le 12 août 2023, le vaisseau spatial STEREO-A de la NASA passe entre le soleil et la Terre, marquant le premier survol terrestre de la mission de près de 17 ans. La visite à domicile offre une chance spéciale au vaisseau spatial de collaborer avec les missions de la NASA près de la Terre et de révéler de nouvelles informations sur notre étoile la plus proche.
Le vaisseau spatial jumeau STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) a été lancé le 25 octobre 2006 depuis la base aérienne de Cap Canaveral en Floride. STEREO-A (pour « Ahead ») a avancé son avance sur Terre alors que STEREO-B (pour « Behind ») était à la traîne, tous deux traçant des orbites semblables à celles de la Terre autour du soleil.
Au cours des premières années qui ont suivi son lancement, la mission à deux engins spatiaux a atteint son objectif historique : fournir la première vue stéréoscopique, ou à perspectives multiples, de notre étoile la plus proche. Le 6 février 2011, la mission a atteint un autre jalon : STEREO-A et -B ont atteint une séparation de 180 degrés sur leurs orbites. Pour la première fois, l’humanité a vu notre soleil comme une sphère complète.
« Avant cela, nous étions » attachés « à la ligne Soleil-Terre – nous ne voyions qu’un côté du soleil à la fois », a déclaré Lika Guhathakurta, scientifique du programme STEREO au siège de la NASA à Washington, DC « STEREO a rompu cette attache et a donné nous une vue du soleil comme un objet en trois dimensions. »
Le vaisseau spatial STEREO-A de la NASA traversera la ligne Soleil-Terre le 12 août 2023. La traversée a lieu un jour avant que Vénus ne passe entre le Soleil et la Terre, bien que la planète apparaisse à 10 degrés sous le Soleil depuis la vue de la Terre et à l’extérieur de STEREO. -Le champ de vision de A. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Studio de visualisation scientifique/Tom Bridgman
La mission a accompli de nombreux autres exploits scientifiques au fil des ans, et les chercheurs ont étudié les deux vues du vaisseau spatial jusqu’en 2014, lorsque le contrôle de la mission a perdu le contact avec STEREO-B après une réinitialisation planifiée. Cependant, STEREO-A continue son voyage, capturant des vues solaires indisponibles depuis la Terre.
Le 12 août 2023, l’avance de STEREO-A sur Terre a atteint une révolution complète alors que le vaisseau spatial nous « tourne » sur notre orbite autour du soleil. Dans les quelques semaines précédant et suivant le survol de STEREO-A, les scientifiques saisissent l’opportunité de poser des questions normalement hors de portée de la mission.
Une vue 3D du soleil
Lors du survol de la Terre, STEREO-A fera à nouveau ce qu’il faisait avec son jumeau dans les premières années : combiner des vues pour obtenir une vision stéréoscopique.
La vision stéréoscopique nous permet d’extraire des informations 3D à partir d’images bidimensionnelles ou plates. C’est ainsi que deux globes oculaires, regardant le monde depuis des emplacements décalés, créent une perception de la profondeur. Votre cerveau compare les images de chaque œil, et les légères différences entre ces images révèlent quels objets sont plus proches ou plus éloignés.
STEREO-A permettra une telle visualisation 3D en synthétisant ses vues avec l’Observatoire solaire et héliosphérique (SOHO) de la NASA et de l’Agence spatiale européenne et l’Observatoire de dynamique solaire (SDO) de la NASA. Mieux encore, la distance de STEREO-A par rapport à la Terre change tout au long du survol, optimisant sa vision stéréo pour des caractéristiques solaires de différentes tailles à différents moments. C’est comme si les scientifiques ajustaient la mise au point d’un télescope de plusieurs millions de kilomètres de large.
La vision stéréoscopique est ce qui se cache derrière les films 3D, car deux images légèrement décalées sont superposées et les lunettes 3D rouge-bleu garantissent que chaque œil ne perçoit qu’une seule des images. Les lecteurs avec de telles lunettes percevront cette vue du Soleil, créée à partir de la combinaison de vues du Soleil capturées par STEREO-A et l’Observatoire de dynamique solaire (SDO) de la NASA le 6 juillet 2023. Crédit : Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Studio de visualisation scientifique/ Tom Bridgeman
Les scientifiques de STEREO profitent de l’occasion pour effectuer des mesures indispensables. Ils identifient les régions actives, les régions magnétiquement complexes sous-jacentes aux taches solaires, dans l’espoir de découvrir des informations 3D sur leur structure généralement perdues dans les images 2D. Ils testeront également une nouvelle théorie selon laquelle les boucles coronales – des arcs géants souvent vus dans les images rapprochées du soleil – ne sont pas ce qu’elles semblent être.
« Il y a une idée récente que les boucles coronales pourraient simplement être des illusions d’optique », a déclaré Terry Kucera, scientifique du projet STEREO au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Certains scientifiques ont suggéré que nos angles de vision limités leur donnent l’impression d’avoir des formes qu’ils n’ont peut-être pas vraiment. « Si vous les regardez de plusieurs points de vue, cela devrait devenir plus apparent », a ajouté Kucera.
À l’intérieur d’une éruption solaire
Ce n’est pas seulement ce que STEREO-A verra lorsqu’il survolera la Terre, mais aussi ce qu’il « sentira », qui pourrait conduire à des découvertes majeures.
Cette image coronographe montre une éjection de masse coronale s’échappant du Soleil, qui est occluse derrière le cercle noir au centre de l’image. STEREO-A a imagé cette éruption CME dirigée vers la Terre le 17 juillet 2023. Le CME a été capturé par l’instrument COR2 sur STEREO-A à la cadence la plus élevée (2,5 minutes) jamais atteinte par un coronographe. Crédit : NASA/STEREO-A/SECCHI
Lorsqu’un panache de matière solaire connu sous le nom d’éjection de masse coronale, ou CME, arrive sur Terre, il peut perturber les signaux satellite et radio, voire provoquer des surtensions dans nos réseaux électriques. Ou, cela peut n’avoir pratiquement aucun effet. Tout dépend du champ magnétique qui y est intégré, qui peut changer radicalement dans les 93 millions de kilomètres entre le soleil et la Terre.
Pour comprendre comment le champ magnétique d’un CME évolue sur le chemin de la Terre, les scientifiques construisent des modèles informatiques de ces éruptions solaires, les mettant à jour à chaque nouvelle observation d’un vaisseau spatial. Mais les données d’un seul vaisseau spatial ne peuvent nous en dire beaucoup.
« C’est comme la parabole des aveugles et de l’éléphant – celui qui sent les pattes dit « c’est comme un tronc d’arbre » et celui qui sent la queue dit « c’est comme un serpent » », a déclaré Toni Galvin, un professeur à l’Université du New Hampshire et chercheur principal pour l’un des instruments de STEREO-A. « C’est ce avec quoi nous sommes bloqués en ce moment avec les CME, car nous n’avons généralement qu’un ou deux engins spatiaux juste à côté l’un de l’autre pour le mesurer. »
Au cours des mois précédant et suivant le survol terrestre de STEREO-A, tous les CME dirigés vers la Terre passeront au-dessus de STEREO-A et d’autres engins spatiaux proches de la Terre, offrant aux scientifiques des mesures multipoints indispensables depuis l’intérieur d’un CME.
Un soleil fondamentalement différent
STEREO-A était également proche de la Terre en 2006, peu après son lancement. C’était pendant le « minimum solaire », le point bas du cycle d’environ 11 ans d’activité élevée et faible du soleil.
Alors que nous approchons du maximum solaire prévu pour 2025, le soleil n’est pas aussi endormi. « Dans cette phase du cycle solaire, STEREO-A va connaître un soleil fondamentalement différent », a déclaré Guhathakurta. « Il y a tellement de connaissances à en tirer. »