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Posté par Michel le Vendredi 12/10/2012 à 00:00
Capturer le soleil dans un ordinateur

SOLAR à bord la Station.
Credit: ESA
SOLAR, un instrument de l'ESA à bord de la Station spatiale internationale qui mesure la valeur absolue du spectre solaire et sa variabilité en fonction de son activité, vient de voir sa durée de vie (La vie est le nom donné :) prolongée. SOLAR est essentiel à la compréhension du fonctionnement du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de type naine...) et de ses effets sur l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa...).

SOLAR est principalement constitué de deux instruments, Solaces et Solspec, chacun dédié à une partie spécifique du spectre solaire. Solaces mesure l'extrême ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des rayons X.) tandis que Solspec mesure de l'ultraviolet à l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.). Ces deux instruments sont placés sur une plateforme pointant avec précision le Soleil, cette plateforme étant installée sur le module Columbus.

Lorsque l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) solaire augmente, la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau...) de l'atmosphère fait de même, ce qui a des conséquences directes comme l'explique Gerhard Schmidtke, responsable scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) de l'instrument Solaces: "le rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes électromagnétiques dont le spectre s'étend des ondes décamétriques aux rayons gamma en passant par la...) peut augmenter le freinage atmosphérique. Lorsque nous constatons une activité solaire plus forte, nous voyons plus de satellites (Satellite peut faire référence à :) retomber vers la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la...)."

Le Soleil est l'unique source d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) sur Terre et il reste encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas à son propos. Par exemple la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) qu'il rayonne n'est pas constante, mais varie de façon cyclique avec une période voisine de 11 ans.

Tous les 11 ans, le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de taches à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) du Soleil passe par un maximum. Cela fait augmenter la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid et de chaud,...) de la photosphère (La photosphère est la couche de gaz qui constitue la surface visible du Soleil.) du Soleil de l'ordre d'un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :). Nous n'avons pas encore complètement (Le complètement ou complètement automatique, ou encore par anglicisme complétion ou autocomplétion, est une fonctionnalité informatique permettant à l'utilisateur de limiter la quantité...) élucidé le pourquoi de la formation périodique de ces taches.


SOLAR. Credit: ESA
SOLAR est le seul observatoire solaire qui peut s'auto-étalonner. Le simple fait de mesurer le rayonnement (Le rayonnement est un transfert d'énergie sous forme d'ondes ou de particules, qui peut se produire par rayonnement électromagnétique (par exemple : infrarouge) ou par une désintégration (par exemple : radioactivité α). Par...) solaire, très énergétique, peut affecter l'instrument, et au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) cela mène à des incohérences qui faussent les résultats. C'est pourquoi l'auto-étalonnage de SOLAR est un atout.

L'éclairement Solaire influence bien plus que l'atmosphère de la Terre (L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse entourant la Terre solide. L'atmosphère sèche est constituée de 78,11 % d'azote, 20,953 % d'oxygène et de 0,934 % d'argon pour les gaz majeurs. Les gaz mineurs, dont la proportion varie...), puisque ses rayonnements peuvent aussi avoir une incidence sur la précision des systèmes de navigation (La navigation est la science et l'ensemble des techniques qui permettent de :) et sur les satellites eux-mêmes.

Modéliser le Soleil

Afin de mieux prévoir la façon dont le Soleil se comporte, les scientifiques ont créé de complexes modèles mathématiques (Les mathématiques constituent un domaine de connaissances abstraites construites à l'aide de raisonnements logiques sur des concepts tels...) qui intègrent tous les processus physiques reconnus. L'utilisation de données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) pertinentes permet de valider le modèle de Soleil virtuel qui a été ainsi élaboré. Plus ils disposent de données, plus les scientifiques peuvent raffiner les processus physiques représentés dans leurs modèles.

"Lorsque les prévisions des modèles sont en accord avec ce qui est observé, nous savons que nous sommes sur la bonne piste de la compréhension du fonctionnement du Soleil" confirme Gérard Thuillier, responsable scientifique du spectromètre (Un spectromètre est un appareil de mesure permettant d'étudier de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de molécules par exemple en...) Solspec.


Le comportement du soleil. Crédits: NASA–D. Hathaway
A l'échelle de quelques milliers d'années, le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps...) de la Terre résulte de trois paramètres: l'activité du Soleil, les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un gaz tend à occuper...) à effet de serre (L'effet de serre est un processus naturel qui, pour une absorption donnée d'énergie électromagnétique, provenant du Soleil (dans le cas des corps du...), et les aérosols volcaniques. Si les scientifiques parvenaient à modéliser précisément l'activité du Soleil, ce serait un premier pas pour comprendre l'impact exact des activités humaines sur le climat terrestre par le biais des gaz à effet de serre (Une serre est une structure généralement close destinée à la production agricole. Elle vise à soustraire aux éléments...).Comme l'explique Gérard, "modéliser le changement climatique nécessite de mesurer tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) le spectre du Soleil, et de voir comment ce spectre varie en fonction du temps."

SOLAR est en service depuis plus de trois ans maintenant, en dépit d'un cahier des charges (Un cahier des charges est un document visant à définir exhaustivement les spécifications de base d'un produit ou d'un service à réaliser. Outre les spécifications de base, il décrit ses modalités d'exécution....) initial qui ne réclamait qu'un an et demi de durée de vie. L'expérience a récemment été prolongée jusqu'en 2017. Si tout se passe bien, Solar aura au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le résultat d'une addition, c'est-à-dire une somme. Exemple : "Le...) recueilli des données sur 7 ans. Bien qu'il ne s'agisse que d'un début car, "pour réellement comprendre le Soleil nous aurons besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les besoins secondaires et...) de l'observer pendant au moins un cycle complet de 11 ans" s'accordent Gérard et Gerhard.

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Source: ESA