Solar Orbiter, une sonde pour étudier le Soleil au plus près

Un départ depuis Cap Canaveral dans la nuit de dimanche à lundi puis un trajet de trois ans : destination le Soleil pour Solar Orbiter, une sonde de l’Agence spatiale européenne (ESA) à laquelle participe la Nasa. Une mission importante pour apporter des éléments de réponses aux nombreuses questions que l’on se pose encore au sujet de notre étoile.

Il est situé à 150 millions de kilomètres de nous, sa lumière met 8 minutes à nous parvenir, et il est 1,3 million de fois plus gros que la Terre. Pourtant, le Soleil brille tous les jours dans le ciel et il nous semble presque banal. À notre échelle, c’est cependant un monstre, encore bien mystérieux.

On sait par exemple que le Soleil a un cycle de 11 ans, au cours duquel il alterne phase d’activité et de calme. En revanche, le phénomène à l’origine de ce cycle est toujours inconnu. De la même manière, on connaît le vent solaire, ce flux de particules dégagées par l’étoile dans l’espace. Mais là aussi, on ne sait ni comment ni pourquoi. Le champ magnétique, ses éjections coronales, la température de sa couronne plus élevée que celle de sa surface … Le Soleil recèle encore de très nombreux mystères.

À écouter aussi : Comment fonctionne le soleil?

Plusieurs sondes spatiales ont essayé d’en résoudre les mystères : « On a eu Ulysses, Soho, Cluster, plus récemment Parker ... », énumère Anne Pacros, responsable des instruments de la dernière sonde en date, l’Européenne Parker Solar Probe. « C’est une mission unique, car pour la première fois, on va combiner des télescopes et des mesures in situ ». In situ, c’est à 42 millions de kilomètres du Soleil : l’orbite de travail de Solar Orbiter. L’engin est doté de 10 instruments. Six d’entre eux pourront faire des images, les quatre derniers des analyses sur place. Cette complémentarité est inédite : la sonde pourra observer en direct l’activité solaire puis analyser les éjections du Soleil une fois qu’elles arriveront à elle.

Mais pour y parvenir, elle devra affronter un environnement extrême, où la sonde sera exposée à un rayonnement 13 fois supérieur à ce que nous connaissons sur Terre. Ian Walters, le directeur du projet chez l’industriel Airbus en sourit encore : « C’est l’une des missions les plus compliquées que nous ayons eu à mener ». Ses équipes ont en effet dû mettre au point un engin capable de résister à ces conditions. « Le plus dur, ça a été la gestion de la température à l’intérieur de la sonde. Lors des observations, des petites trappes vont s’ouvrir pour permettre aux télescopes de travailler. Mais la température va augmenter très vite ; il a donc fallu trouver un moyen pour pomper l’excès de chaleur vers l’extérieur. » Une gageure, d’autant plus que chaque instrument a besoin d’une température spécifique pour fonctionner, « certains à +50°, d’autres à -60° » poursuit l’ingénieur. À côté de ce système de refroidissement, l’une des pièces maîtresses de la sonde en semblerait presque simple. Le bouclier thermique, espèce de gros panneau noir devant protéger l’ensemble de l’engin de la chaleur solaire, est pourtant lui aussi un bijou en la matière. « On a même utilisé des os broyés de poulets morts comme isolant », explique Ian Walters. « On s’est aussi, et surtout, servi de titanium, d’aluminium et de fibres de carbone. Il doit résister à une température de 500 degrés ».

Si tout fonctionne bien, Solar Orbiter opérera entre 7 et 10 ans. Une mission qui sera l’occasion de quelques « premières » : observation à distance et in situ, donc, mais aussi une étude des pôles de notre étoile, encore inexplorés. « L’objectif, c’est de faire de la science fondamentale », explique Anne Pacros. « Mieux comprendre le Soleil, notre étoile, nous permettra de mieux comprendre toutes les autres. Mais les données récoltées par Solar Orbiter permettront également des applications très concrètes pour la Terre également ». La responsable des instruments de la mission pense, ici, à ce qu’on appelle la « météo spatiale ». « L’activité solaire, ses tempêtes, peuvent générer un flux de particules chargées électriquement qui peuvent atteindre la Terre. Elles peuvent endommager nos satellites, et même nos circuits de distribution électriques au sol. L’idée, c’est de mieux comprendre le Soleil pour anticiper ces événements, et si possible s’en prémunir. »