Solar Orbiter permet de découvrir « le Soleil comme vous ne l’avez jamais vu »

La sonde Solar Orbiter vient d’effectuer un passage à moins de 50 millions de kilomètres, le premier d’une série d’une quinzaine qui va s’étendre jusqu’en 2029. Une vidéo a été mise en ligne en attendant que des analyses plus poussées soient publiées par les scientifiques.

Le 26 mars de cette année, la sonde Solar Orbiter s’est rapproché du Soleil, à seulement 0,32 unité astronomique (ou AU). Cette dernière correspond pour rappel à la distance moyenne entre la Terre et notre étoile, et définie comme valant 149 597 870 700 mètres très exactement.

• À la découverte du Système solaire : le Soleil, élément central et « catalyseur » de la vie

Solar Orbiter passe à 48 millions de kilomètres du Soleil

On utilise aussi la valeur approchée de 150 millions de kilomètres lorsque la précision n’est pas primordiale (c’est le cas aujourd’hui). 0,32 AU correspondent donc environ à 48 millions de kilomètres. Les précédents périhélies (passages au plus près du Soleil) étaient loin d’être aussi rapprochés : 0,52 unité astronomique le 15 juin 2020, 0,49 le 10 février 2021 et 0,59 le 12 septembre 2021.

Ce survol du 26 mars (à 0,32 unité astronomique) « est considéré comme le premier d’une série de périhélies proches. Le prochain, le 13 octobre 2022 aura lieu à 0,29 AU », explique l’Agence spatiale européenne (ESA). Nous en aurons ainsi deux à 0,29 AU par an entre 2023 et 2026. 2027 sera l’année des passages les plus proches avec 0,28 AU (soit 42 millions de kilomètres environ), avant de repasser à 0,33 AU en 2028 puis 0,37 en 2029 et 2030. 

Bien évidemment, plus la sonde Solar Orbiter s’approche du Soleil, plus ses instruments peuvent distinguer des détails. Les premières images du passage de mars sont disponibles. 

Et voilà « un étrange "hérisson" solaire »

Durant cette approche, les capteurs ont scruté de près notre étoile : « de puissantes éruptions, des vues à couper le souffle sur les pôles solaires, et un étrange "hérisson" solaire font partie des quelques clichés, films et données spectaculaires collectés par la sonde spatiale Solar Orbiter lorsqu’elle s’est étroitement approchée du Soleil ».

L’Agence spatiale européenne a publié une vidéo des images récupérées par l’Extreme Ultraviolet Imager. Elle « montre le Soleil à une longueur d'onde de 17 nanomètres. C'est la longueur d'onde émise par le gaz à une température d’un million de degrés environ, ce qui correspond à la température de l'atmosphère extérieure du Soleil, la couronne ».

Précision importante : « la couleur a été artificiellement ajoutée sur les images, car cette longueur d'onde détectée par l'instrument est invisible pour un œil humain ».

Toujours est-il que l’analyse du nouveau jeu de données de Solar Orbiter « vient tout juste de commencer », indique l’ESA. Elle a néanmoins déjà permis de « fournir les plus extraordinaires prises de vue au cœur du comportement magnétique du Soleil et de la façon dont celui-ci détermine la météorologie spatiale ».

Comment le bouclier résiste aux 500 °C

La sonde était alors à environ un tiers de la distance qui nous sépare du Soleil, et son bouclier thermique a atteint les 500 °C. Ce dernier exploite une « technologie innovante » pour dissiper cette chaleur, assurer la protection des instruments scientifiques et des instruments de bord. 

Le bouclier de Solar Orbiter mesure 3,1 x 2,4 m. À la surface, on y retrouve une très fine couche de feuille de titane de 0,05 mm d’épaisseur (soit environ la largeur d’un cheveu humain), puis pas moins de « 18 couches d’isolant multicouche en titane ». 

Des supports en titane relient cette première partie du bouclier à la seconde partie, qui se trouve espacé de 24,5 cm : « un panneau de support en nid d'abeille en aluminium recouvert de couches de fibre de carbone à haute conductivité thermique et isolé par 28 autres couches ». Au total, le bouclier mesure une quarantaine de centimètres d'épaisseur.

Il est ensuite relié au corps principal du vaisseau spatial à l’aide de support en titane, avec un nouvel espace de 10 cm entre les deux. « La conception et la construction de cette structure étaient déjà assez difficiles, mais le plus grand défi d'ingénierie était la couche supérieure, orientée vers le Soleil », indique l’ESA. 

Le bouclier est « percé » à certains endroits afin de laisser le champ libre aux capteurs. Des obturateurs sont présents afin de boucher les trous lorsque les instruments ne sont pas utilisés, et ainsi limiter au maximum leur échauffement. L’inconvénient étant que la structure du bouclier s’en retrouve fragilisée.

Puisque ce passage à 0,32 AU et les précédents « survols » ne semblent pas l’avoir abimé, la mission continue. Elle doit durer  7 ou 10 ans et devrait donc se terminer en 2027 ou 2030, sauf si elle joue les prolongations. 

Parker Solar Probe est beaucoup plus proche, mais…

Comparée à la sonde Parker Solar Probe qui s’intéresse également de près au Soleil, Solar Orbiter est encore dans la banlieue de notre étoile. Au début de l’année, la sonde de la NASA s’est en effet approchée à seulement 8,5 millions de kilomètres de la surface du Soleil. Il est prévu qu’elle descende encore un peu, à 6,2 millions de kilomètres seulement… sa vitesse sera alors de près de 700 000 km/h. 

C’est pour cela qu’on dit que cette mission a « touché le Soleil ». Contrairement à Solar Orbiter, elle n’embarque pas d’instruments optiques… qui seraient de toute façon aveuglés en étant aussi proches de l'étoile.

• Solar Orbiter, Parker Solar Probe : deux sondes spatiales « aux portes de l'enfer »