Dans les profondeurs de l'espace, là où le flux incessant de particules du Soleil rencontre le bouclier magnétique de notre planète, une nouvelle ère de recherche scientifique est en train de naître. Au cœur de cette révolution se trouve la mission Smile (Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer), un projet conjoint ambitieux de l'Agence spatiale européenne (ESA) et de l'Académie chinoise des sciences (CAS). L'objectif de cette mission est unique : capturer pour la première fois l'interaction globale entre le vent solaire et la magnétosphère terrestre en temps réel, rendant visibles des processus jusqu'alors invisibles. Le lancement est prévu pour 2026, et Smile promet de dévoiler les secrets de la météo spatiale qui affectent directement notre monde technologique.

Cette mission représente un tournant dans la coopération en matière de recherche spatiale, en combinant l'expertise et les ressources de l'Europe et de la Chine dans une entreprise qui redéfinira notre compréhension des processus dynamiques qui façonnent l'environnement spatial autour de la Terre. Smile nous fournira les premiers films et images de l'interaction entre le vent solaire et le champ magnétique terrestre, permettant aux scientifiques de suivre toute la chaîne d'événements, de l'arrivée du vent solaire à son impact sur notre planète.

Objectifs Scientifiques de la Mission : Comprendre la Bataille Cosmique

La Terre est continuellement bombardée par le vent solaire, un jet de particules chargées que le Soleil éjecte à des vitesses de plusieurs centaines de kilomètres par seconde. Heureusement, notre planète dispose d'une défense puissante : la magnétosphère, une bulle magnétique invisible qui repousse la plupart de ces particules. Cependant, cette interaction n'est pas simple ; elle est dynamique et parfois dramatique, et nous en ressentons les conséquences sous forme de météo spatiale. L'objectif scientifique principal de la mission Smile est d'étudier précisément ce lien fondamental. La mission se concentrera sur l'étude de la manière dont l'énergie et les particules du vent solaire sont transférées dans la magnétosphère terrestre. Un accent particulier sera mis sur un processus connu sous le nom de reconnexion magnétique, un mécanisme clé qui permet au vent solaire de « percer » notre bouclier magnétique du côté jour de la Terre. Smile observera simultanément les effets globaux de cette interaction, tels que les orages et les sous-orages géomagnétiques, qui peuvent endommager les satellites, perturber les systèmes de communication et de navigation, et même provoquer des pannes de courant sur Terre. En observant l'ensemble du processus, de la collision initiale aux conséquences finales sous forme d'aurores polaires, Smile fournira une image complète qui manquait jusqu'à présent.

Instruments Innovants pour une Nouvelle Vision de l'Espace

Pour atteindre ses objectifs ambitieux, le satellite Smile, pesant environ 2,3 tonnes, est équipé de quatre instruments scientifiques de pointe qui fonctionneront de manière coordonnée. Deux d'entre eux sont des imageurs qui fourniront une vue globale, tandis que les deux autres effectueront des mesures sur le site même du satellite (in situ).

• Soft X-ray Imager (SXI) : C'est la « star » de la mission. SXI est un télescope à grand champ de vision qui utilise une optique innovante en « œil de homard » pour détecter les rayons X mous. Ces rayons sont produits lorsque des ions hautement chargés du vent solaire entrent en collision avec des atomes neutres dans les parties les plus externes de l'atmosphère terrestre, l'exosphère. Pour la première fois, SXI sera en mesure d'imager les frontières de la magnétosphère terrestre – l'onde de choc (bow shock) et la magnétopause – permettant aux scientifiques de voir comment ces frontières se déplacent et changent sous l'influence du vent solaire.


• Ultraviolet Imager (UVI) : Cet instrument fournira la plus longue observation continue de l'aurore boréale à ce jour. L'UVI capturera le rayonnement ultraviolet émis par les particules lorsqu'elles pénètrent dans la haute atmosphère terrestre. Comme SXI et UVI observeront simultanément, les scientifiques pourront lier directement les événements au bord de la magnétosphère à l'intensité et à l'emplacement de l'aurore polaire, fournissant ainsi un maillon crucial dans la compréhension de la chaîne de cause à effet de la météo spatiale.


• Light Ion Analyzer (LIA) : Cet instrument mesurera directement les propriétés des particules du vent solaire et de celles se trouvant dans la magnétosphère. Il se compose de deux capteurs placés sur les côtés opposés du satellite pour mesurer la densité, la vitesse et la température des ions (principalement des protons et des particules alpha) passant à proximité du satellite. Ces données fourniront un contexte essentiel pour les images capturées par SXI et UVI.


• Magnetometer (MAG) : Situé sur une perche de 3 mètres de long pour éviter les interférences magnétiques du satellite lui-même, le magnétomètre mesurera avec précision la force et la direction du champ magnétique du vent solaire et de la magnétosphère terrestre. Ces données sont essentielles pour comprendre comment les champs magnétiques s'entrelacent et se reconnectent, déclenchant des processus énergétiques dans l'espace.

Un Partenariat Qui Repousse les Limites

Smile n'est pas seulement une mission technologiquement avancée, mais aussi une entreprise géopolitique et scientifique importante. C'est la première mission dans laquelle l'Agence spatiale européenne et l'Académie chinoise des sciences ont collaboré depuis le tout début – d'un appel à propositions conjoint en 2015, à une sélection, une conception, un développement conjoints, jusqu'au futur lancement et aux opérations. Cette collaboration approfondie démontre comment les objectifs scientifiques peuvent être atteints lorsque les ressources et les connaissances sont mises en commun à travers les continents. Dans cette répartition des tâches, l'ESA est responsable du module de charge utile (Payload Module) qui abrite les instruments, du lancement lui-même, de l'un des instruments scientifiques (SXI) et d'une partie des opérations scientifiques. D'autre part, la CAS fournit la plateforme du satellite, trois instruments scientifiques (UVI, LIA, MAG), ainsi que l'ensemble des opérations de mission et scientifiques après le lancement. Cette synergie a permis la création d'une mission qui aurait été considérablement plus difficile à réaliser pour l'une ou l'autre agence seule.

Derniers Préparatifs Avant le Lancement

Pour s'assurer que le satellite est prêt pour les conditions difficiles de l'espace, Smile a récemment subi une phase de tests intensifs de quatre mois au cœur technique de l'ESA, le centre ESTEC aux Pays-Bas. Des ingénieurs d'Europe et de Chine, y compris des experts d'entreprises comme Airbus et European Test Services, ont travaillé ensemble pour soumettre Smile à une série de vérifications rigoureuses. Les tests ont simulé tous les défis auxquels le satellite sera confronté : des fortes vibrations et du bruit lors du lancement de la fusée, au vide extrême de l'espace, en passant par les chocs thermiques provoqués par l'alternance entre la lumière directe du soleil et l'obscurité. Des membres clés de l'équipe, tels que David Agnolon, chef de projet Smile de l'ESA, et Li Jing, chef de projet de la CAS, ainsi que leurs équipes d'ingénieurs comme Chris Runciman, Laura Malene Lottes, Benjamin Vanoutryve, He Tau et Zhu Xiaofei, ont supervisé ces tests cruciaux. L'achèvement réussi de cette phase représente un énorme pas en avant et confirme que Smile est robuste et prêt pour son voyage.

Voyage sur les Ailes de la Fusée Vega-C

Lorsqu'elle sera enfin prête, la mission Smile commencera son voyage vers une orbite unique, hautement elliptique, depuis le port spatial européen de Kourou, en Guyane française. Pour le lancement, la fusée européenne Vega-C a été choisie, un lanceur puissant et polyvalent conçu pour transporter des charges utiles de taille moyenne. Vega-C, haute d'environ 35 mètres, est capable de livrer une charge utile de plus de deux tonnes en orbite polaire, ce qui la rend idéale pour les besoins de la mission Smile. La trajectoire de la mission a été soigneusement conçue. Smile sera placé sur une orbite très inclinée et allongée qui l'emmènera à une altitude de près de 120 000 kilomètres, soit près d'un tiers de la distance à la Lune. De ce point de vue éloigné au-dessus du pôle Nord, le satellite passera environ 80 % de son temps, lui offrant une vue parfaite pour capturer des images globales de la magnétosphère. Cette orbite minimise également le temps passé dans les dangereuses ceintures de radiation de Van Allen, protégeant les instruments sensibles et assurant la longévité de la mission, qui est nominalement prévue pour trois ans. Vous pouvez suivre toutes les dernières nouvelles et l'avancement de la mission via le site officiel esa.int/smile.

Source : European Space Agency