Cede l'actu scientifique: Envoi de MMS réussi

Non non je ne suis pas en train de me réjouir d'avoir envoyé un MMS !
Je parle bien entendu de la fusée Atlas 5 qui a lancé avec succès les satellite MMS.

Magnetospheric Multiscale Mission ou MMS est une mission spatiale de la NASA chargée d'étudier la magnétosphère de la Terre qui a été lancée cette nuit le 13 mars 2015. MMS utilise quatre satellites identiques volant en formation en forme de tétraèdre. Les instruments scientifiques embarqués doivent recueillir des données permettant de reconstituer la structure et la dynamique des régions où se produisent les reconnexions magnétiques. Ils doivent en particulier mesurer l'accélération des particules énergisées et les turbulences.

La mission comprend deux phases d'une durée totale de 2 ans pour étudier ce phénomène in situ d'abord dans la région où le vent solaire produit par le Soleil vient se heurter au champ magnétique terrestre puis, dans la région située à l'opposé par rapport à la Terre, dans la queue de la magnétosphère.

Objectifs

La mission MMS a pour objectif d'identifier la structure et la dynamique des régions où les électrons se diffusent en mettant en évidence ce phénomène dans les trois dimensions et à petite échelle. Les instruments des satellites MMS doivent mesurer le plasma ainsi que les champs électriques et magnétiques dans les régions de diffusion de la magnétosphère terrestre où se produisent les reconnexions magnétiques afin de répondre aux questions suivantes :

Qu'est ce qui déclenche le processus de reconnexion magnétique et à quelle vitesse ce processus se déroule-t-il ?
Quelle est la structure de la région de diffusion ?

Comment les champs de plasma et les champs magnétiques se connectent et se déconnectent dans les régions de diffusion ?
Dans quelle mesure les électrons agissent sur le processus de reconnexion ?
Quel est le rôle des turbulences dans le processus de reconnexion ?
Comment les reconnexions accélèrent les particules qui atteignent des énergies élevées ?

Instrumentation scientifique

Les quatre engins spatiaux emportent exactement les mêmes instruments scientifiques : des instruments d'analyse du plasma, des détecteurs de particules énergétiques, des magnétomètres, des instruments de mesure du champ électrique et des équipements destinés à maintenir le potentiel électrique du satellite le plus bas possible pour ne pas perturber les mesures. Les différents instruments se caractérisent par la fréquence (toutes les millisecondes) et la précision particulièrement élevées des mesures. Ces caractéristiques sont nécessaires pour identifier et cartographier les régions de diffusion de très petite taille (1 à 10 km) et se déplaçant rapidement (10 à 100 km/s) où se déroulent les processus de reconnexions magnétiques.

Mesure des plasmas chauds

Deux instruments analysent les caractéristiques des plasmas :

L'instrument FPI(Fast Plasma Instrument ) mesure la distribution tri dimensionnelle des flux d'électrons et d'ions dont l'énergie est comprise entre 10 eV et 30 keV avec une précision du niveau d'énergie de 20%. Les mesures sont effectuées toutes les 30 ms avec une résolution temporelle de 150 ms. L'instrument est fournie par le centre spatial Goddard.
L'instrument HPCA (Hot Plasma Composition Analyzer) utilise une nouvelle technique pour mesurer les ions comme l'oxygène et l'hydrogène dont l'énergie est comprise entre ~10 eV et 30 keV avec une précision du niveau d'énergie de 20% et une résolution temporelle de 15 secondes.

Mesure des particules énergétiques

Deux instruments analysent les caractéristiques des particules énergétiques :

Deux instruments FEEPS (Fly's Eye Energetic Particle Sensor) mesure la distribution spatiale et le spectre énergétique des ions et électrons pour les électrons de ~25 keV à 500 keV et les protons de ~45 keV à 500 keV. L'instrument est fourni par la société Aerospace Corporation.
Le spectromètre à ions énergétiques EIS (Energetic Ion Spectrometer) détermine la composition de ions (des protons aux ions de l'oxygène) et la distribution angulaire pour les particules ayant une énergie comprise entre ~45 keV et 500 keV toutes les 30 secondes. L'instrument est développé par l'Applied Physics Laboratory.

Mesure des champs électriques et magnétiques

Six instruments analysent les caractéristiques des champs électriques et magnétiques :

Les magnétomètres fluxgate analogique AFG (Analog Fluxgate) et digital DFG (Digital Fluxgate) développés respectivement par l'UCLA et l'Université technique de Braunschweig. Les deux magnétomètres fournissent des mesures redondantes du champ magnétique et de la structure des régions de diffusion.

L'instrument EDI (Electron Drift Instrument) mesure les champs et électriques en mesurant le déplacement d'électrons émis par un canon électrique avec une énergie d'environ 1 keV. L'instrument est développé par l'Institut für Weltraumforschung de l'Académie des Sciences autrichienne.
Six antennes mesurent dans les trois dimensions les champs électriques. Quatre antennes filaires SDP (Spin-plane Double Probe) longues de 48 mètres sont déployées perpendiculairement à l'axe de rotation du satellite avec des capteurs sphériques à leur extrémité. Deux antennes de 10 mètres ADP (Axial Double Probe) sont déployées parallèlement à l'axe de rotation de part et d'autre du satellite. Les mesures sont effectuées avec une fréquence de 100 kHz et une précision de 0,5 mV/m (SDP) and 1 mV/m (ADP).

Le magnétomètre à bobine SCM (Search Coil Magnetometer) mesure le champ magnétique dans les axes avec une fréquence atteignant 6 kHz et est utilisé avec les instruments ADP et SDP pour déterminer la contribution des ondes de plasma à la dissipation turbulente qui a lieu dans les régions de diffusion. L'instrument SCM est développé par le Centre d'étude des Environnements Terrestre et Planétaires (France).

Déroulement du projet

Les quatre satellites sont construits par le Centre spatial Goddard de la NASA. Il est prévu que les satellites MMS soient placés en orbite en mars 2015 par une fusée Atlas V-421 comportant deux propulseurs d'appoint et étage supérieur Centaur monomoteur. Le 13 mars le lanceur tiré depuis la base de lancement de Cape Canaveral a placé MMS sur une orbite provisoire de 585 x 70165 km. Les quatre satellites doivent rejoindre leur orbite opérationnelle par la suite en utilisant leur propre propulsion.