Objectifs :
Le concept de la mission HelioSwarm a été soumise à l’appel d’offre MIDEX de la NASA en 2019, et sélectionnée en Janvier 2022. Son lancement est prévu en 2030. La mission HelioSwarm est sous la responsabilité de l’Université du New Hampshire et SouthWest Research Institute (USA ; PI : Harlan Spence). Elle comprend une plateforme principale (hub) accompagnée de 8 microsatellites, avec des distances inter-satellites variant de ~50 à 2000 km. HelioSwarm explorera les mécanismes fondamentaux tridimensionnels qui contrôlent la physique de la turbulence dans les plasmas, un processus omniprésent dans l’héliosphère, mais aussi tout l’univers.
Implantation :
Tous les satellites sont équipés d’un magnétomètre basse fréquence (FGM), d’une coupelle de Faraday (FC) et d’un magnétomètre haute fréquence (SCM). Le satellite « Hub » comprend également l’instrument de mesure des ions du vent solaire, iESA (ion ElectroStatic Analyzer). Les microsatellites communiqueront directement avec le sol. Les mesures simultanées effectuées par les 9 satellites couvrent les échelles magnétohydrodynamiques et sub-ioniques dans une variété de régimes de plasma proches de la Terre (magnétogaine, choc et pré-choc, vent solaire).
Données mesurées :
Les données (particules et champ magnétique) permettront d’analyser la turbulence par corrélation des mesures effectuées par 36 paires de satellites différentes, et 126 configurations tétraédriques non idéales (contre 6 paires et 1 tétraèdre pour les missions à 4 satellites).
Concernant l’implication de l’OASU sur l’instrument iESA, les données produites sont les fonctions de distribution tridimensionnelles complètes des ions du vent solaire, avec des résolutions en énergie (8%), temporelle (150 ms), et angulaire (3°) sans précédent, et qui seront fondamentales pour étudier les mécanismes de chauffage du vent solaire.
Illustration of the 9 HelioSwarm satellites (1 Hub and 8 nodes) flying as a constellation through a turbulent solar wind © NASA
Implication de l’OASU :
La plate-forme principale comprend donc un analyseur électrostatique (iESA) dédié à la mesure des ions du vent solaire. Cette instrument est réalisé sous la responsabilité de l’IRAP et du LAB/OASU (PI : B. Lavraud, LAB ; co-PI : V. Génot, IRAP), avec des collaborations décrites ci-dessous.
Le modèle de vol de iESA sera livré en 2028, tandis que les modèles d’ingénierie et de mécanique/thermique sont réalisés en 2026. Le lancement est prévu en 2030. Les tâches de services associées, et qui concernent le LAB/OASU, comprennent :
- design et réalisation de la mécanique.
- design et réalisation de la carte électronique de proximité (« front-end »).
- réalisation et suivi des tests associés.
- contribution à l’intégration et aux tests des différents modèles de l’instrument.
- contribution aux étalonnages au sol et en vol.
- contribution aux inter-étalonnages avec les autres instruments.
Collaborations :
HelioSwarm est une mission NASA mais avec des contributions scientifiques et instrumentales provenant d’autres agences spatiales : le CNES pour iESA et SCMs (LPP, LPC2E), la UK Space Agency pour FGM (Imperial College), et bien sûr la NASA coté USA.
Pour l’instrument iESA, au-delà du LAB et de l’IRAP, l’instrument comprend des sous-systèmes réalisés aux USA (cartes FPGA et de puissance) et au UK (programme du FPGA).
Coordination :
Nationale (responsabilité tournante) :
– Olivier Le Contel (UMR LPP)
– Benoît Lavraud (UMR LAB)
– Matthieu Kretzschmar (UMR LPC2E)
– Vincent Génot (UMR IRAP)
Locale
– Benoît Lavraud (UMR LAB)