La Terre est immergée dans des matériaux qui coulent du soleil. Ce ruisseau, appelé le vent solaire, se lève sur notre planète, provoquant des aurores à couper le souffle, un impact sur les satellites et les astronautes dans l'espace, et affectant même les infrastructures au sol.
La mission Punch (Polarimètre pour unifier la couronne et l'héliosphère) sera la première à imaginer la couronne du soleil, l'atmosphère extérieure, et le vent solaire ensemble pour mieux comprendre le soleil, le vent solaire et la terre comme un seul système connecté.
Lançant au plus tôt le 28 février 2025, à bord d'une fusée SpaceX Falcon 9 de la base de Vandenberg Space Force en Californie, Punch fournira aux scientifiques de nouvelles informations sur la façon dont les événements solaires perturbateurs se forment et évoluent potentiellement. Cela pourrait conduire à des prédictions plus précises sur l'arrivée des événements météorologiques spatiaux sur Terre et l'impact sur les explorateurs robotiques de l'humanité dans l'espace.
« Ce que nous espérons que Punch apportera à l'humanité, c'est la capacité de voir vraiment, pour la première fois, où nous vivons à l'intérieur du vent solaire lui-même », a déclaré Craig Deforest, chercheur principal pour Punch à la Division des sciences et de l'exploration du système solaire du Southwest Research Institute en Boulder, Colorado.
Voir le vent solaire en 3D
Les quatre satellites de la taille de la valise de Punch Mission ont des champs de vue qui se chevauchent qui se combinent pour couvrir une plus grande bande de ciel que toute mission précédente axée sur la couronne et le vent solaire. Les satellites se propagent en orbite terrestre basse pour construire une vue globale de la couronne solaire et sa transition vers le vent solaire. Ils suivront également les tempêtes solaires comme les éjections de masse coronale (CME). Leur orbite synchrone du soleil leur permettra de voir le soleil 24/7, avec leur vue seulement occasionnellement bloquée par la Terre.
Les images de caméra typiques sont bidimensionnelles, comprimant le sujet 3D dans un plan plat et perdant des informations. Mais Punch tire parti d'une propriété de lumière appelée polarisation pour reconstruire ses images en 3D.
Alors que la lumière du soleil rebondit du matériau dans la couronne et le vent solaire, il devient polarisé – ce qui signifie que les vagues légères oscillent d'une manière particulière qui peut être filtrée, un peu comme la façon dont les lunettes de soleil polarisées filtrent l'éblouissement de l'eau ou du métal. Chaque vaisseau spatial de punch est équipé d'un polarimètre qui utilise trois filtres polarisants distincts pour capturer des informations sur la direction dans laquelle le matériau se déplace qui serait perdu dans des images typiques.
« Cette nouvelle perspective permettra aux scientifiques de discerner la trajectoire exacte et la vitesse des éjections de masse coronale lorsqu'ils se déplacent dans le système solaire intérieur », a déclaré DeForest. « Cela améliore les instruments actuels de deux manières: avec une imagerie tridimensionnelle qui nous permet de localiser et de suivre les CME qui viennent directement vers nous; et avec un large champ de vision, qui nous permet de suivre ces CME du soleil à Terre. »
Les quatre vaisseaux spatiaux sont synchronisés pour servir de «instrument virtuel» unique qui s'étend sur toute la constellation de punch.
Les satellites de punch comprennent un imageur de champ étroit et trois imageurs de terrain larges. L'imageur de champ étroit (NFI) est un coronagraphe, qui bloque la lumière brillante du soleil pour mieux voir les détails dans la couronne du soleil, recréant ce que les téléspectateurs sur terre voient pendant une éclipse solaire totale lorsque la lune bloque la face du soleil— Une vue plus étroite qui voit le vent solaire plus proche du soleil.
Les imageurs de champ larges (WFI) sont des imageurs héliosphériques qui voient la partie très faible et la plus externe de la couronne solaire et du vent solaire lui-même – donnant une vue large du vent solaire lorsqu'il se propage dans le système solaire.
« Je suis très heureux de voir l'activité » Inbetweeny « dans le vent solaire », a déclaré Nicholeen Viall, scientifique de Punch Mission au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « Cela signifie non seulement les plus grandes structures, comme les CME, ou les plus petites interactions, mais tous les différents types de structures de vent solaires qui remplissent cela entre la zone. »
Lorsque ces structures de vent solaire du soleil atteignent le champ magnétique de la Terre, elles peuvent conduire une dynamique qui affecte les ceintures de rayonnement de la Terre. Pour lancer des vaisseaux spatiaux à travers ces ceintures, y compris ceux qui transporteront les astronautes vers la lune et au-delà, les scientifiques doivent comprendre la structure du vent solaire et les changements dans cette région.
Construire d'autres missions
« La mission de punch est construite sur les épaules des géants », a déclaré Madhulika Guhathakurta, scientifique du programme de punch au siège de la NASA à Washington. « Pendant des décennies, les missions d'héliophysique nous ont donné un aperçu de la couronne du soleil et du vent solaire, chacun offrant des vues critiques mais partielles de l'influence de notre étoile dynamique sur le système solaire. »
Lorsque les scientifiques combinent les données de Punch et de la sonde solaire Parker de la NASA, qui vole dans la couronne du soleil, ils verront à la fois la situation dans son ensemble et les détails de près. En travaillant ensemble, Parker Solar sonde et punch couvrent un champ de vision d'un peu plus d'un demi-mile (1 kilomètre) à plus de 160 millions de miles (environ 260 millions de kilomètres).
De plus, l'équipe de punch combinera ses données avec diverses observations provenant d'autres missions, comme la démonstration technologique du Codex (Coronal Diagnostic Experiment) de la NASA, qui considère la couronne encore plus proche de la surface du soleil depuis son point de vue sur la station spatiale internationale.
Les données de Punch complètent également les observations d'Ezie de la NASA (Electrojet Zeeman Imaging Explorer) – ciblées pour le lancement en mars 2025 – qui étudie les perturbations du champ magnétique associées aux aurores à haute altitude de la Terre que Punch repérera également dans sa vue large.
Comme le vent solaire que Punch observera des voyages loin du soleil et de la terre, il sera ensuite étudié par la mission IMAP (Cartographie interstellaire et sonde d'accélération), qui cible un lancement en 2025.
« La mission de punch comblera ces perspectives, offrant une vue continue sans précédent qui relie le lieu de naissance du vent solaire dans la couronne à son évolution à travers l'espace interplanétaire », a déclaré Guhathakurta.
La mission Punch devrait mener des sciences pendant au moins deux ans, à la suite d'une période de mise en service de 90 jours après le lancement. La mission est lancée en tant que covoiturage avec le prochain observatoire de l'agence Astrophysique, Spherex (Spectro-Photomètre pour l'histoire de l'univers, l'époque de la réionisation et de l'Explorateur ices).
« Punch est le dernier ajout d'héliophysique à la flotte de la NASA qui offre une science révolutionnaire chaque seconde de chaque jour », a déclaré Joe Westlake, directeur de la division de l'héliophysique au siège de la NASA à Washington. « Le lancement de cette mission en tant que covoiturage renforce sa valeur pour la nation en optimisant chaque livre de capacité de lancement pour maximiser le retour scientifique pour le coût d'un seul lancement. »
