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Pourquoi la sonde Parker envoyée par la NASA ne va pas fondre près du Soleil


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NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben

Pendant plusieurs dizaines d’années, la NASA s’est penchée sur un projet que certains ont vite jugé improbable : une sonde capable d’approcher et d’étudier le Soleil. Forte de son ambition et de travail sans relâche, la sonde solaire appelée Parker Solar Probe a, contre toute attente, ainsi vu le jour.

En association avec le CNRS, le CNES ainsi que l’Université française d’Orléans, la NASA a procédé à son lancement, dimanche 12 août 2018, en Floride à Cap Canaveral.

Grande première annonciatrice de grandes avancées en matière d’astronomie, Parker Solar Probe (plus communément surnommée « Parker ») est la seule sonde capable de traverser ce que l’on appelle la couronne solaire.

La question qui se pose alors est celle de savoir comment il est possible qu’un instrument pareil puisse résister aux températures extrêmes d’une telle atmosphère, qui avoisinent les quelques millions de degrés…

Des moyens ingénieux mis en œuvre

Pendant près de 10 ans, les scientifiques de la NASA, en partenariat avec de nombreux autres laboratoires, ont essayé de mettre au point un bouclier thermique capable de supporter la chaleur incommensurable du soleil et de son atmosphère, la couronne solaire, et éviter que la sonde ne fonde une fois qu’elle arrive à destination.

Ce dispositif, appelé TPS (Thermal Protection System) et placé à l’avant de la sonde, est notamment composé d’une double couche de carbone auxquelles sont ajoutées des milliers de fibres (de carbone également).

Entre ces deux couches se trouve, en plus, une mousse de carbone qui permet à l’air de circuler et à la chaleur de se dissiper, tandis que sa face externe est composée d’une couche d’oxyde d’aluminium de couleur blanche, couleur connue pour sa capacité à refléter la lumière.

En outre, un système de refroidissement à eau a été placé juste à côté de ce TPS : ces protections offrent à la sonde l’avantage de conserver une température optimale intérieure comprise entre 15 et 25 degrés, tandis que le TPS, à l’extérieur, supportera une chaleur de « seulement » 1 400 degrés, sans aucune difficulté.

Pour ce qui est des câbles électriques et électroniques, les ingénieurs de Johns Hopkins Applied Physics Lab et de la NASA ont remplacé la gaine de protection extérieure banale par du niobium, un composé chimique thermorésistant, qu’ils ont ensuite placé dans des tubes faits de cristal de saphir pour éviter qu’ils ne fondent.

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NASA HQ PHOTO, Flickr

Pour une mission inédite

Le très récent lancement de la sonde solaire Parker, attendu depuis quelques années déjà, nous permettra de percer les mystères qui entourent le Soleil et son atmosphère.

Si nous savons déjà que les températures de notre étoile naine atteignent les 8 500 degrés en surface, une partie de son atmosphère quant à elle, la couronne solaire, chauffe à un peu plus d’un million de degrés, sans que l’on ne sache vraiment pourquoi : logiquement, le Soleil devrait être plus chaud que son atmosphère.

C’est la mission que doit relever la sonde Parker du haut de ses 635 kilogrammes et de ses 700 000 km/h, maintenant qu’il lui est possible de résister à la chaleur sans craindre qu’elle ne fonde en cours de route.

Durant 7 ans, elle observera alors pas moins de 24 tours du Soleil à 6 millions de km de distance : si cela paraît encore très loin, il faut savoir que jamais un engin spatial n’a eu la possibilité d’approcher autant le Soleil.

Et pour les plus curieux, sachez que les toutes premières données collectées par la sonde solaire Parker nous seront retransmises dans le courant du mois de décembre 2018.