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Solar Orbiter doit faire un passage dangereux près de la Terre

Lancé il y a bientôt deux ans, Solar Orbiter va pouvoir enfin commencer sa mission principale. La sonde qui doit observer le Soleil va passer une dernière fois près de la Terre le 27 novembre 2021, pour une manœuvre dangereuse, mais nécessaire.

Un visiteur s'apprête à passer très près de la Terre. Vers 5h30 le matin du samedi 27 novembre 2021, vous ne le verrez certainement pas à l'œil nu, mais Solar Orbiter sera dans le voisinage. La sonde censée partir explorer le Soleil volera à une altitude d'à peine 460 kilomètres, soit quelques dizaines de kilomètres seulement au-dessus de la Station Spatiale internationale.

Mais pourquoi une telle performance ? Pas pour la frime, mais pour économiser du carburant, tout simplement. Près de deux ans après son lancement, la sonde est loin d'avoir fini son voyage et se sert de la Terre comme d'un tremplin, pour repartir en direction de notre étoile de la plus belle des manières. « C'est son dernier passage près de la Terre, précise à Numerama Desi Raulin, cheffe de projet exploitation de Solar Orbiter au CNES, il va nous servir à réduire l'énergie liée à la vitesse du vaisseau avant de l'aligner correctement pour la suite de son voyage. »

Passer le mur de débris à deux reprises

Cette méthode, en apparence très compliquée, a été choisie pour permettre à Solar Orbiter de s'approcher du Soleil à plusieurs reprises sans se brûler les ailes, mais aussi sans dépenser trop de carburant. Depuis son lancement, il a déjà fait un premier passage près de sa cible, avant de revenir vers Vénus, puis à nouveau vers le Soleil. Pour le reste de sa mission, il procédera à des allers-retours entre le Soleil et Vénus à plusieurs reprises, en bénéficiant à chaque fois de l'assistance gravitationnelle de la planète, et en essayant de passer à différents niveaux près du Soleil pour varier les points de vue.

Mais ce passage près de la Terre a une particularité qui ne se retrouve pas sur Vénus : nous sommes de gros pollueurs. Solar Orbiter va rencontrer des obstacles qu'il n'a pas sur Vénus : des débris spatiaux. Lors de son trajet, il va traverser deux zones particulièrement risquées : d'abord, à 36 000 kilomètres d'altitude, un premier cercle de débris composé notamment des satellites de communication qui se placent dans cette orbite dite géostationnaire. Lorsqu'ils ne sont plus en activité, ils descendent légèrement pour passer dans une orbite cimetière, où se trouvent tous les appareils inactifs, mais impossibles à ramener sur Terre.

Et ce n'est pas fini pour Solar Orbiter, puisqu'un peu plus loin, il croisera un autre cercle autour des 2 000 kilomètres d'altitude, avec là aussi de nombreux objets en orbite basse. Et sa trajectoire lui fera évidemment couper ces deux orbites, deux fois chacune !

« Le risque de collision avec des débris spatiaux est faible, tempère Desi Raulin. La trajectoire de Solar Orbiter lors de ce passage est connue depuis un bon moment, ainsi que la position des différents débris et satellites. » En plus, s'il semble y avoir un danger, les équipes des opérations de l'Agence spatiale européenne (ESA) basées à Darmstadt en Allemagne peuvent toujours opérer une petite manœuvre pour modifier la trajectoire. « Il y a bien un risque, avec une part d'incertitude, reconnaît Desi Raulin. Mais ce risque est calculé. La surveillance du satellite est intense et permanente»

Fin de la croisière pour Solar Orbiter

Et heureusement, car ce passage n'est qu'une étape avant le début de la vraie mission de Solar Orbiter. « Nous sommes actuellement en phase de croisière, raconte Desi Raulin. Mais après ce passage près de la Terre, nous passons en phase opérationnelle. » Cette croisière sert à tester les instruments de la sonde, mais aussi et surtout à bien la positionner et à définir précisément sa trajectoire en vue de son objectif final, l'étude du Soleil. Normalement, durant cette période, les instruments ne fonctionnent pas tout à fait comme ils le feront le moment venu, ce qui n'empêche pas les scientifiques de glaner quelques données çà et là.

Ainsi, depuis son départ, Solar Orbiter a déjà collecté quelques mesures qui sont utiles pour les chercheurs, et le vaisseau va recommencer lors de ce passage près de la Terre. Il étudiera le champ magnétique qui est lié aux vents solaires, un domaine de recherche où il est particulièrement important d'avoir plusieurs points de vue en même temps pour comparer les données.

Pour Desi Raulin, jusque-là, la mission est un succès : « La sonde a collecté plus de données que ce qui était prévu durant la phase de croisière. C'est un très bon point, mais la partie la plus importante pour la communauté scientifique va bientôt commencer. »

La prochaine étape maintenant, c'est mars 2022. Le vaisseau passera près du Soleil, à seulement 50 millions de kilomètres de l'étoile avec pour la première fois tous ses instruments déployés et pleinement opérationnels. L'occasion de voir d'un peu plus près les phénomènes étranges qui se passent à sa surface, notamment les «feux de camp », des phénomènes déjà vus par Solar Orbiter lors de son dernier passage, et qui sont soupçonnés de réchauffer l'atmosphère extérieure de l'astre, bien plus chaude que sa surface. En plus, la sonde partira voir les pôles du Soleil lors de ses futurs passages, ce qui n'a encore jamais été exploré. Avec un tel programme, quelques disques de débris ne devraient pas l'arrêter.