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Deux fusées-sondes traversent une aurore polaire

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Deux fusées-sondes ont successivement traversé une aurore polaire en recueillant de précieuses informations, une première scientifique.

Expérience similaire, tentée avec une seule fusée, en 2003. Crédit Nasa

Provoquées par l'interaction entre les particules chargées provenant du Soleil et la haute atmosphère, les aurores polaires, appelées boréales dans l'hémisphère nord et australes dans l'hémisphère sud, restent imparfaitement connues quant à leur structure, et surtout leur évolution dans le temps.

Le phénomène débute souvent par la formation d'un arc auroral perpendiculaire au méridien magnétique du lieu de leur manifestation, qui s'accompagne ensuite de rayons animés d'une pulsation plus ou moins rapide (de 0,1 à 15 cycles par seconde), conférant à l'ensemble l'aspect d'un rideau ou d'un voile léger agité par la brise.

Observées depuis des temps immémoriaux, étudiées de longue date, y compris au moyen de fusées-sondes, les aurores polaires n'ont reçu une explication cohérente que fin 2007. Cette année-là, les scientifiques de la Nasa, sur la base des données fournies par le satellite quintuple Themis, ont pu localiser la source de ces manifestations dans des explosions d'énergie magnétique se produisant à un tiers de la distance Terre-Lune et provoquant des reconnexions entre les cordes magnétiques géantes reliant la Terre au Soleil, source des vents solaires.

Cependant, de nombreuses données manquaient encore pour parfaire la compréhension de ce phénomène, ce à quoi travaille actuellement le programme ACES (Aurora Current and Electrodynamics Structure), une expérience de la Nasa pour l'étude de l'électrodynamique et de la structure aurorale.

L'expérience est réalisée au moyen de boucles de Rogowski (ou bobine de Rogowski), un dispositif destiné à mesurer la densité de courants alternatifs de très haute fréquence, ainsi que les champs magnétiques tout en étant insensible aux interférences électromagnétiques.

Intégration des instruments (les boucles de Rogowski sont visibles) dans les fusées-sondes. Crédit Aces

L'expérience prévoyait l'envoi de deux fusées emportant chacune un instrument identique, ACES-high, opérant au-dessus de la région E (entre 90 et 140 kilomètres d'altitude) pour mesurer les courants, les champs électromagnétiques ainsi que l'apport d'énergie aux couches inférieures et ACES-low qui se focalisera sur la région E en la traversant et mesurera la densité, les champs électromagnétiques ainsi que les courants dans les arcs auroraux.

L'expérience était programmée pour le 14 janvier 2009, mais il était nécessaire d'attendre la formation d'un arc auroral suffisamment stable et durable pour décider la mise à feu, afin d'être certain que l'aurore ne cesserait pas durant les quelques minutes d'ascension, ce qui aurait rendu l'opération inutile.

Les deux fusées, de type Black Brant, ont été finalement tirées de Poker Flat Research Range près de Fairbanks (Alaska) le 29 janvier. Lancée à 12h49 (locales), la première, à deux étages, a atteint l'altitude de 100 km en moins de 10 minutes, tandis que la seconde, à un seul étage et partie une minute plus tard, grimpait à 40 km en moins de 8 minutes.

Les charges ont été récupérées en parfait état, et l'analyse des données a débuté dans les laboratoires du programme ACES, sous la direction de Scott Bound, de l'Université de l'Iowa. Le dépouillement des informations occupera les techniciens durant environ une année, celles-ci permettant alors de parfaire la connaissance sur l'électrodynamique et de la structure aurorale des aurores polaires.

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