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Description de la mission
La mission THEMIS de l’agence spatiale américaine (NASA) est dédiée aux sous-orages. Pour percer le mystère des sous-orages, les points suivants sont étudiés :
- La genèse des sous-orages magnétosphériques,
- L’interaction des différentes structures mises en jeu lors des sous-orages,
- L’activation des aurores polaires par les sous-orages,
- La relation entre les perturbations locales des courants de la queue et les sous-orages.
THEMIS est la première mission spatiale comprenant cinq satellites. Ils ont été lancés par un unique lanceur en février 2007. La mission devait durer initialement deux ans. Elle est actuellement prolongée par la NASA jusqu’à fin 2015.
Un duplex Terre-Espace
L’originalité de la mission THEMIS réside dans le fait qu’elle soit constituée de cinq satellites coordonnés avec un réseau d’instruments au sol (magnétomètres et caméras plein ciel). Cette structure offre la possibilité de caractériser le démarrage des sous-orages magnétosphériques en observant leur déclenchement à la fois in situ dans la queue magnétosphérique et au sol dans les régions aurorales.
Les sondes ont été placées sur trois orbites équatoriales différentes. On les distingue par leur apoastre. Trois satellites ont un apoastre à 10 rayons terrestres (RT), un à 20RT, et le dernier vers 30RT. Lorsque les satellites atteignent simultanément leur apoastre, ils se situent dans la couche de plasma de la queue. On peut alors déterminer l’instant du déclenchement des sous orages. Il devient possible de caractériser la région d’accélération. Les conjonctions entre les cinq sondes et le réseau d’instruments au sol ont lieu tous les quatre jours.
Lors de ces conjonctions, les mesures in situ peuvent être reliées aux mesures des réseaux au sol de caméras plein ciel et de magnétomètres. Ainsi les scientifiques disposent simultanément de mesures in situ dans la région d’accélération et de l’image de cette région. L’image est formée dans la haute atmosphère par la précipitation des particules accélérées. C’est l’image des aurores boréales. Les réseaux au sol sont situés au Canada et dans le nord des Etats-Unis.
Les autres vies de THEMIS
La stratégie de la mission consistait à avoir cinq satellites en orbite autour de la Terre. En 2010, les plans ont été modifiés. Deux des satellites ont été repositionnés en orbite autour de la Lune. Ils constituent la mission ARTEMIS. Le premier objectif est d’explorer le sillage de la Lune dans le vent solaire. Le second est d’étudier la dynamique de la queue magnétique lointaine (à 60RT).
En août 2012, la mission RBSP (Radiation Belt Storm Probes) rebaptisée Van Allen probes a été lancée par la NASA. Elle a pour but d’analyser les ceintures de radiations de notre magnétosphère. Les ceintures de radiations sont caractérisées par un plasma dense et énergétique ;elles sont donc des régions potentiellement très dangereuses pour l’électronique embarquée par les satellites ou les vols habités. Elles sont localisées au niveau de l’équateur magnétique terrestre. Des études coordonnées sont prévues entre RBSP et les trois sondes THEMIS restantes.
Pour en savoir plus sur la participation française : THEMIS (participation française)
Image : Représentation des cinq satellites de la mission THEMIS dans la queue magnétosphérique de la Terre Source : http://www.nasa.gov/mission_pages/themis/news/speedy-particles.html
