prospective sur la sonde solaire m. maksimovic, a. roux, j-c.vial, r. lallement, d. lequéau, p....

Prospective sur

la Sonde Solaire

M. Maksimovic, A. Roux, J-C.Vial, R. Lallement,D. LeQuéau, P. Louarn, J.L. Pinçon (proposition

Ramses)

• Les enjeux scientifiques

• Le projet NASA

• Le projet Ramses

Colloque du PNST – 28/30 septembre 2005

Grandes questions pour les 15 ans à venir

• La structure du coeur solaire siège des réactions thermonucléaires

• De la génération du champ magnétique à l’intérieur du Soleil aux divers évènements susceptibles d’impacter sur la Terre

• Rôle essentiel du champ magnétique dans une vaste gamme d’échelles spatiales et temporelles

• Rôle essentiel des petites échelles et leur influence sur les échelles observables

• Chauffage coronal et accélération du vent solaire: ondes, courant électriques, turbulence MHD, FDV non-thermiques ?

McComas et al., 1998

Origine du vent rapide issu des trous coronauxV ~ 750 ± 50 km/s

Qu’est-ce qui « pousse » le vent rapide

• Pression d’ondes d’Alfven ?• Ondes cyclotroniques ioniques• FDV électroniques non-thermiques• Reconnexion magnétique ?• autres …

TOUT modèle de vent rapide a besoin de :

• Ne, Ni, Te, Ti • B, B, E • FDV des particules

Les mesures de densité coronale

Ne connu à un facteur ~5 à 10 près

D’après Cranmer, 2000

Te connu à un facteur ~10 près

Temperature profiles in the corona and fast solar wind

Cranmer et al., Ap.J., 2000; Marsch, 1991

Corona

Solar wind

( He 2+)

Ti ~ mi/mp Tp

SP

SO

( Si 7+)

Patsourakos et Vial, 2000

Les mesures de vitesses d’écoulement (Doppler Diming)

Mesures IPSGraal et al., 1996

Nécessité de mesures de contexte, coronographiques,

idéalement en stéreoscopie !!!

La sonde solairede la NASA

http://solarprobe.gsfc.nasa.gov

• 2003 : Suite au « Decadal Survey » de l’Académie des sciences US (NRC) : la sonde a été classée en priorité n°1 des missions solaire spatiales en 2003.

• 2004 : Création du STDT (J.-Y. Prado, M. Ballat) dont le rapport vient d’être publié

• profil de mission :– RTG– premier passage à 4 Rs au bout de

3.1 ans, puis tous les 4ans– Charge utile : ~80 kg– S/C : ~590 kg– Coût ~1100 M$ !!!

• Programmatique : « The exploration initiative », quid de la sonde solaire ?

Le projet Ramses + rapport Prado, Gave & Roux, 1997Le projet Ramses + rapport Prado, Gave & Roux, 1997

- Use of a Jupiter gravitational assist to lower the orbit Use of a Jupiter gravitational assist to lower the orbit perihelion to 4 Rs & rotate the orbit to a polar inclination.perihelion to 4 Rs & rotate the orbit to a polar inclination.

- Multiple perihelion passes : reducing the orbit period with Multiple perihelion passes : reducing the orbit period with the utilization of a Solar Sail => the utilization of a Solar Sail => second perihelion pass second perihelion pass only 24 to 30 months after the first one.only 24 to 30 months after the first one.

- Use of solar cells as prime power source during most of Use of solar cells as prime power source during most of the mission phases.the mission phases.

- Use a lithium battery during the Sun closest approach.Use a lithium battery during the Sun closest approach.

- Use a 5 to 10 Gbit memory to store the data and tranmit Use a 5 to 10 Gbit memory to store the data and tranmit them after perihelion.them after perihelion.

- Use materials Use materials that maintain the outgassing of the thermal that maintain the outgassing of the thermal shield to an acceptable levelshield to an acceptable level

Conclusion

• Le concept de sonde solaire arrive à maturité (première études ESA ~1960)

• Mission de type exploratoire (Huygens)• Le concept le plus pertinent : sonde

minimaliste + observatoire coronal programatiquement liés

• Le monde idéal : Sonde solaire Nasa + Solar Orbiter ESA (ILWS)

• Le monde réel : la politique scientifique de l’ESA et de son directeur + initiative de Bush

• Soutenir Solar Orbiter et proposer la sonde + obs. solaire à la Vision Cosmique et/ou collaborations internationales (Chine,Japon …)