Les amateurs d’astronomie auront droit à un beau cadeau pour leur prochain Noël. Le 24 décembre 2024, la NASA compte marquer l’histoire à l’aide de sa sonde solaire Parker (Parker Solar Probe, ou PSP). Si tout se passe comme prévu, cet engin remarquable va s’adjuger deux records assez exceptionnels qui ne seront pas prêts d’être égalés.
Cette sonde est baptisée en hommage à un pionnier de l’héliophysique, le regretté Eugene Parker qui nous a quittés en mars 2022. C’est un véritable bijou d’ingénierie conçu pour s’approcher graduellement de notre étoile en exploitant l’influence gravitationnelle de Vénus. Cela lui permet d’étudier la couronne de l’astre avec une précision inégalée, afin de mieux comprendre une foule de phénomènes associés à la météo solaire.
Un record de distance…
Dans un peu moins d’un an, la NASA va l’envoyer flirter de très près avec notre étoile fétiche. Elle va passer à environ 6,1 millions de kilomètres de sa surface gazeuse. Ce chiffre pourrait paraître énorme, mais cela représente à peine 4 % de la distance Terre-Soleil. À ce jour, aucun objet conçu par les humains ne s’en est approché à ce point. Il s’agirait d’un succès technique retentissant que les acteurs de la mission n’hésitent pas à comparer à d’autres missions légendaires.
« En substance, nous allons presque atterrir sur une étoile », se réjouit Nour Raouafi, scientifique de la mission Parker interviewé par la BBC. « Ce sera un succès monumental pour toute l’humanité. C’est l’équivalent des premiers pas sur la Lune en 1969 ».
Dans ces conditions, la sonde devra encaisser des températures encore plus phénoménales qu’à l’accoutumée. Du côté de l’étoile, le mercure devrait approcher les 1400 °C, bien au-delà du point de fusion de nombreux métaux. Même son bouclier thermique en composites de carbone spécifiquement conçu pour endurer une terrible fournaise ne pourra pas survivre bien longtemps dans ces conditions. La NASA a donc prévu une approche relativement courte ; Parker va collecter les données dont les chercheurs ont besoin le plus vite possible pour pouvoir s’extirper de cet enfer avant que la température et les radiations ne provoquent des dégâts irréversibles.
…et de vitesse
Au-delà de ce record de distance, la Parker Solar Probe va également atteindre de nouveaux sommets en termes de vitesse.
Les lois de Kepler, qui décrivent le mouvement des corps célestes, stipulent que la vitesse d’un objet en orbite autour d’un corps céleste dépend de deux paramètres. Le premier, c’est la masse du parent. Plus un corps est massif, plus il génère une force gravitationnelle intense. Il faut donc atteindre une vélocité suffisante pour compenser cette gravité afin de se maintenir sur une orbite stable.
Or, le Soleil est extrêmement lourd (environ 330 000 fois la masse de la Terre). Pour éviter d’être happée, la sonde Parker doit donc s’en approcher à plusieurs centaines de milliers de kilomètres-heure. De plus, les forces gravitationnelles augmentent au fur et à mesure que l’on s’approche d’un corps céleste. Par conséquent, lors de cette approche record, l’engin va filer à une vitesse encore plus importante qu’à l’accoutumée.
Pour rappel, il s’agit déjà de l’objet le plus rapide jamais construit par les humains. En septembre 2023, elle a atteint 692 000 km/h, soit près de 200 kilomètres par seconde. En décembre 2024, elle devrait passer la barre des 700 000 km/h pour la toute première fois.
Percer les secrets de la couronne
Mais l’objectif de la NASA n’est pas d’établir des records toujours plus impressionnants. Si elle envoie sa sonde dans cette région ô combien inhospitalière, c’est pour récolter des données scientifiques extrêmement précieuses. Les chercheurs espèrent notamment que Parker va leur rapporter des informations inédites sur la dynamique de la couronne, l’atmosphère externe du Soleil.
En plus de son rôle déterminant dans la météo solaire, cette couronne est aussi au centre d’une énigme sur laquelle les scientifiques se cassent les dents depuis des années. Par exemple, puisqu’elle est plus éloignée du cœur, le siège des réactions thermonucléaires qui alimentent l’étoile, on pourrait légitimement s’attendre à ce qu’elle soit plus froide que la “surface” (environ 6000 °C).
Pourtant, c’est tout le contraire ; les observations montrent que la température de la couronne peut dépasser le million de degrés ! Plusieurs facteurs contribuent sans doute à cette différence aussi spectaculaire que contre-intuitive, mais tous les mécanismes ne sont pas encore compris.
Et cette incohérence flagrante n’est pas le seul élément qui laisse les astronomes perplexes. Ils ont aussi constaté que les particules chargées du Soleil subissent une accélération foudroyante lorsqu’elles passent dans la couronne. Elles peuvent allègrement dépasser le million de kilomètres par heure. Les spécialistes s’attendent à ce que le magnétisme joue un rôle central dans cette accélération. Mais là encore, c’est quelque chose qu’ils ne parviennent pas à expliquer rigoureusement. La NASA espère que la sonde Parker permettra de lever ces mystères une bonne fois pour toutes.
Le point d’orgue d’une mission fascinante
Malheureusement, ces records seront probablement les derniers, car la sonde va atteindre les limites de ces capacités. Après son survol de décembre 2024, elle va se retrouver sur une trajectoire qui ne lui permettra plus de contourner Vénus. Elle ne pourra donc plus profiter de ce puits de gravité pour accélérer encore davantage et s’approcher encore plus près du Soleil.
Et même si c’était possible, la NASA choisirait probablement d’y renoncer. En s’aventurant encore plus près, la surface cachée derrière le bouclier thermique deviendrait dangereusement petite, exposant ainsi les instruments à des températures qu’ils ne pourraient pas supporter.
Nous vous donnons donc rendez-vous dans un peu moins d’un an pour assister à ce qui sera sans doute l’apothéose de cette mission fabuleuse.
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