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Proba-3, la machine à éclipses

Publié le 02 décembre 2024

Placés avec succès sur orbite le 5 décembre, les deux satellites Proba-3 voleront en formation à 150 m de distance pour simuler des éclipses solaires. L’objectif est de mieux comprendre notre étoile, et mieux anticiper les tempêtes solaires.

Le défi est scientifique autant que technologique. En collaboration avec l’ISRO, l’agence spatiale indienne, l’ESA doit lancer la mission Proba-3 pour étudier la couronne solaire, la région la plus externe de l’atmosphère du Soleil. Proba-3 va donc simuler des éclipses solaires. Pour y parvenir, les deux satellites qui constituent cette mission devront voler avec une extrême précision.

Mise à jour du 5 décembre
Succès du lancement de Proba-3 par un lanceur PSLV-XL de l’agence spatiale de l’Inde (ISRO) le 5 décembre.

La mission prévoit le lancement de deux satellites. L’”Occulter” au premier plan et le “Coronograph”.
© ESA

Un immense défi technologique

Deux satellites pour une éclipse artificielle

Proba 3, ce n’est pas un, mais deux satellites. Lancés ensemble, ils vont reproduire artificiellement des éclipses solaires. Une fois en orbite, ils se sépareront et évolueront à une distance précise de 150 mètres, l’un masquant le Soleil pour l’autre. Ce ballet spatial de haute précision permettra au satellite « Coronograph », qui abrite l’instrument ASPIICS, d’observer la couronne solaire sans être ébloui par la lumière intense du Soleil. Le satellite « Occulter », lui, est équipé d’un disque occulteur de 1,4 mètre de diamètre pour bloquer la lumière du Soleil. « Quand j’en ai entendu parler pour la première fois, Proba 3 me semblait être une technologie de science-fiction », avoue Andrei Zhukov, responsable scientifique de l’instrument principal de Proba.

Une précision millimétrique

C’est que le projet est très ambitieux. Pour que l’instrument ASPIICS puisse observer la couronne solaire, un million de fois moins lumineuse que le Soleil, les deux satellites doivent être alignés avec une précision millimétrique, comme « l’épaisseur d’un ongle ». Cela afin d’éviter toute lumière parasite provenant du disque solaire qui pourrait masquer les détails de la couronne. Des systèmes de métrologie laser et des capteurs visuels permettent de contrôler la position des deux satellites. Ils vont les maintenir à quelques millimètres près l’un de l’autre.

Observer la couronne solaire comme jamais auparavant

Des éclipses à la demande

Sur Terre, les éclipses solaires totales, comme celle du 8 avril dernier, sont des événements rares et de courte durée. En Europe, les prochaines éclipses totales seront visibles depuis l’Espagne en août 2026 et en août 2027. Proba 3, en revanche, offrira aux chercheurs six heures d’observation par orbite de 19 heures et 36 minutes, en créant des éclipses solaires à la demande. Les observations prolongées permettront aux scientifiques d’étudier l’évolution des structures et des phénomènes dynamiques de la couronne. « Au lieu d’entrevoir la couronne interne pendant quelques minutes seulement, lors d’éclipses solaires terrestres occasionnelles, nous allons surveiller des séries d’éclipses de six heures à la demande », explique Andrei Zhukov.

Moins de diffraction, plus de précision

La lumière est capricieuse. Elle agit comme une particule et comme une onde. « Cela signifie qu’une partie de la lumière se répand autour de ce qui la bloque, comme les vagues autour d’une digue. Ce phénomène est connu sous le nom de « diffraction » ; il faut le prévenir pour minimiser la lumière solaire indésirable qui atteint votre instrument », précise Damien Galano, responsable de la mission Proba-3 de l’ESA. Pour limiter la diffraction, il faut placer l’occulteur le plus loin possible. La tâche est difficile sur Terre, elle l’est encore plus avec un unique télescope spatial. Proba 3, avec une distance de 150 m entre ses deux satellites, atteindra, donc, un niveau de détail des images de la couronne solaire jamais atteint. Bien meilleur que le coronographe LASCO-C2 à bord de l’observatoire solaire SOHO dont l’occulteur est distant d’à peine 70 cm.

Les deux satellites devront voler en formation avec une précision millimétrique à 150 m de distance, afin d’occulter précisément le disque solaire et de ne faire apparaître que la couronne solaire.
© ESA – P. Carril

La mission Proba 3 a décollé à bord d’un lanceur PSLV-XL de l’ISRO, l’agence spatiale indienne.
© ESA – P. Carril

Un bond en avant pour la science solaire

Comprendre les éruptions solaires, anticiper les tempêtes solaires

Les données recueillies par Proba 3 doivent permettre de mieux comprendre les processus à l’origine des éruptions solaires et des éjections de masse coronale (CME), des phénomènes qui peuvent avoir des impacts importants sur la Terre. Proba 3 fournira des données précieuses sur les champs magnétiques, la température et la densité de la couronne solaire, des facteurs clés dans le déclenchement des éruptions solaires. L’objectif est de mieux anticiper les tempêtes solaires. « Le succès dépendra du bon fonctionnement de la technologie de vol en formation, bien sûr, mais plus nous nous rapprochons du lancement, plus je réalise l’excitation de ce que nous faisons, y compris les co-observations avec de nombreuses autres missions d’observation solaire », assure Joe Zender, scientifique de la mission.