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 2029. La mission HelioSwarm est sous la responsabilité de l’Université du New Hampshire (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.
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). Les données permettent 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).
Données mesurées :
Tous les satellites sont équipés d’un magnétomètre basse fréquence (FGM), d’une coupelle de Faraday (FC) et d’un magnétomètre haute fréquence (SCM). La plate-forme principale comprend également un analyseur électrostatique (iESA) pour la mesure détaillée des fonctions de distribution des ions du vent solaire, fourni par le LAB (OASU ; PI : B. Lavraud) et l’IRAP (co-PI : V. Génot). Les microsatellites communiqueront uniquement avec la plateforme principale, qui recevra leurs données et les transmettra au sol.
HelioSwarm est ainsi une mission NASA mais avec des contributions scientifiques et instrumentales provenant d’autres agences spatiales : le CNES pour iESA et SCMs (LPP, LPC2E), et la UK space agency pour FGM (Imperial College).
Composite © NASA
Implication de l’OASU :
L’étude multipoints des processus fondamentaux dans les plasmas spatiaux est une priorité pour la communauté Soleil-Terre depuis de nombreuses années. Cinq laboratoires français sont directement impliqués dans la mission HelioSwarm, dont quatre avec des contributions instrumentales. Les tâches de service liées à HelioSwarm ont commencé en 2024 suite à la labellisation des activités liées à la mission en services ANO2. Les tâches de service qui implique l’OASU sont liées à l’instrument iESA, qui permettra la mesure rapide des ions du vent solaire, afin d’étudier plus en détail la relation entre le chauffage des ions et la turbulence.
Les instruments de vol seront livrés en 2027, tandis que les modèles d’ingénierie doivent être réalisés entre 2025 et 2026. Le lancement est prévu en 2029. Les tâches de services associées, et qui concernent le LAB/OASU, comprennent :
- design et réalisation de la mécanique de iESA.
- design et réalisation de la carte front-end de iESA.
- réalisation et/ou suivi des tests associés.
- contribution aux étalonnages de iESA au sol et en vol.
- contribution aux inter-étalonnages avec les autres instruments.
Collaborations :
L’instrument iESA est réalisé dans le cadre d’un consortium international. En plus du LAB et de l’IRAP en France, qui en ont la responsabilité, des contributions instrumentales proviennent de l’Université du New Hampshire (USA), Aerospace Corporation (USA), SouthWest Research Institute (USA), et Mullard Space Science Laboratory (MSSL, UK).
Coordination :
Nationale (responsabilité tournante) :
- Olivier Le Contel (UMR LPP)
- Benoit Lavraud (UMR LAB)
- Matthieu Kretzschmar (UMR LPC2E)
- Vincent Génot (UMR IRAP)
Locale
- Benoit Lavraud (UMR LAB)