Contexte

La couronne solaire constitue la partie externe de l'atmosphère de notre Soleil. Elle présente deux caractéristiques remarquables :

• sa température atteint un million de degrés soit plus de cent fois celle de la surface du Soleil (maximum 6000 °C),
• elle est à l'origine du vent solaire flux d'ions et d'électrons expulsés à grande vitesse qui bombarde les planètes du système solaire et qui peut perturber certaines activités sur Terre malgré la protection du champ magnétique terrestre.

Depuis la découverte de la couronne solaire dans les années 1940 les scientifiques ont considérablement approfondi leur connaissance du vent solaire et du Soleil mais ils ne comprennent toujours pas les mécanismes à l'œuvre au sein de la couronne solaire.

Seules des mesures in-situ peuvent donner les clés permettant de comprendre la physique des phénomènes se produisant à la base de la couronne solaire.

Le nom de la sonde, Parker, est un hommage à l’astrophysicien spécialiste du Soleil Eugène Parker, qui a théorisé le premier l’existence du vent solaire. Lors de la conception du projet et du choix de ce nom, l’astrophysicien était encore en vie, ce qui fait que cette mission était la première pour laquelle la NASA donnait le nom d’une personne vivante. Cependant, Eugène Parker est décédé le 15 mars 2022, soit un peu moins de 4 ans après le lancement de la sonde le 12 août 2018.

Parker Solar Probe a pour objectif d'étudier la couronne solaire, partie extérieure de l'atmosphère du Soleil qui s'étend à plusieurs millions de kilomètres de lui. La sonde spatiale doit faire ses observations en passant à plusieurs reprises à quelques millions de kilomètres de la surface du Soleil.

Les objectifs de la mission sont de :

• déterminer la structure et l'évolution des champs magnétiques à l'origine à la fois du vent lent qui provient des régions équatoriales et du vent rapide qui provient des trous coronaux,
• tracer les flux d'énergie qui réchauffent la couronne solaire et accélèrent les particules du vent solaire,
• déterminer les processus à l'origine de l'accélération et du transport des particules énergétiques,
• étudier le phénomène du "plasma poussiéreux" aux abords du Soleil et son influence sur le vent solaire et la formation des particules énergétiques.

Déroulé du projet

La sonde spatiale a été lancée par une fusée Atlas 551 surmonté par un étage à propergol solide Star48 modifié permettant d’atteindre une vitesse de départ de la Terre de 12,6 km/s. La sonde a utilisé à 7 reprises l'assistance gravitationnelle de Vénus pour réduire progressivement sa distance de périhélie jusqu'à passer à une distance de 6 millions de km du Soleil à trois reprises au moins. La sonde est passé pour la première fois au plus près du Soleil 6 ans après son lancement, soit en 2024. Les deux autres passages devraient se dérouler en un an. La période de l'orbite finale est de 88 jours, identique à celle de Mercure. La sonde comporte un bouclier en carbone qui la protège du flux solaire.

Étapes de la mission

• 12 août 2018 : lancement par Delta IV Heavy
• 3 octobre 2018 :1^ère assistance gravitationnelle de Vénus
• 6 novembre 2018 : premier périhélie, à 35,66 rayons solaires
• 26 décembre 2019 : 2^ème assistance gravitationnelle de Vénus
• 11 juillet 2020 : 3^ème assistance gravitationnelle de Vénus
• 20 février 2021 : 4^ème assistance gravitationnelle de Vénus
• 16 octobre 2021 : 5^ème assistance gravitationnelle de Vénus
• 21 août 2023 : 6^ème assistance gravitationnelle de Vénus
• 6 novembre 2024 : 7^ème assistance gravitationnelle de Vénus
• 24 décembre 2024 : passage au périhélie très rapproché à 9,86 rayons solaires

Organisation

Parker Solar Probe est une mission de la NASA, affectée au centre spatial Goddard, et la maîtrise d’œuvre de la construction de la sonde a été assurée par le Laboratoire de Physique Appliquée de l’Université John-Hopkins, aux États-Unis.

Le LPC2E avec le soutien du CNES a contribué à la réalisation de l’instrument SCM (Search Coil Magnetometer, qui est le seul instrument non US à bord de la sonde). Le CNES soutient aussi la participation scientifique à cette mission de plusieurs laboratoires scientifiques français : LPC2E (Orléans, France), LIRA (Observatoire de Paris, France), IRAP (Toulouse, France), LPP (Palaiseau, France), LAM (Marseille, France).

Dans les débuts du projet, le laboratoire PROMES, qui opère le four solaire d'Odeillo dans les Pyrénées Orientales, était associé à la caractérisation du comportement à haute température des parties des instruments scientifiques qui ne sont pas protégés par le bouclier solaire.