prospective sur la sonde solaire m. maksimovic, a. roux, j-c.vial, r. lallement, d. lequéau, p....
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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
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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 ?
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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
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Les mesures de densité coronale
Ne connu à un facteur ~5 à 10 près
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D’après Cranmer, 2000
Te connu à un facteur ~10 près
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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+)
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Patsourakos et Vial, 2000
Les mesures de vitesses d’écoulement (Doppler Diming)
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Mesures IPSGraal et al., 1996
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Nécessité de mesures de contexte, coronographiques,
idéalement en stéreoscopie !!!
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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 ?
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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
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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 …)