Les missions scientifiques (V)

A côté des satellites GEOS et autre NOAA qui relèvent de façon continue les flux de protons, électrons et autre rayonnements X à différentes longueurs d'ondes en vue d'établir des prévisions pour tout un panel d'activité, la communauté internationale a planifié la construction de nouveaux observatoires orbitaux spécialisés dans l'étude de l'environnement magnétosphérique depuis la mi-1996.

Après l’explosion au décollage du lanceur Ariane-5 qui transportait les quatre satellites du programme Cluster, la NASA réitéra l'expérience en envoya deux autres satellites (Wind et Solar) dans la magnétosphère terrestre, de même que le Japon (Geotail) tandis que l'ESA reconstruisit quatre nouveaux Cluster qu'elle envoya dans la magnétosphère en l'an 2000. Simultanément des stations terriennes effectuèrent des relevés à partir du sol, données qui sont aujourd'hui accessibles sur Internet à travers des institutions telles que la NOAA, la NASA ou l'UCLA. Nous y reviendrons.

En parallèle l'observatoire solaire SOHO garde un oeil attentif sur l'activité solaire, surveillant entre autre chose les éjections de matière coronale qui sont à l'origine des perturbations magnétiques les plus tempétueuses dans l'environnement terrestre. De leur côté, les équipages successifs de la navette spatiale réalisent également des observations in situ, étant pratiquement les seuls à pouvoir voler à travers les aurores.

Grâce à ces programmes d'étude, les scientifiques comprennent un peu mieux la météorologie de la haute atmosphère.

Les aurores vues de la navette spatiale Les astronautes embarqués à bord de la navette spatiale ont réalisé quelques images inédites d'aurores australes. Dans le sens horloger on observe à gauche une aurore photographiée près de la constellation d'Orion le 10 avril 1994 par la mission STS-059; une draperie observée à 210 km d'altitude par la mission STS-068 en octobre 1994; aurore australe évoluant entre 80-130 km d'altitude photographiée par la mission STS-039 le 6 mai 1991 et enfin une aurore photographiée à 130 km d'altitude. On aperçoit très distinctement sa distribution circulaire autour du pôle géomagnétique. Documents NASA/NIX.

Enfin, grâce au Télescope Spatial Hubble les astronomes de l'Université de Michigan et du JPL ont découvert des aurores sur Jupiter et Saturne. Leur activité semble suivre le même processus que celui que nous observons sur Terre, avec une apparition simultanée et quasi symétrique dans les deux hémisphères des deux planètes géantes. L'activité aurorale de Jupiter semble toutefois liée aux "relations électriques" qu'il entretient avec son satellite Io situé à 420000 km de distance.

L'intensité électrique de ces aurores est toutefois sans commune mesure avec ce que nous connaissons sur Terre. Il est fort à parier qu'il serait très hasardeux d'envoyer un satellite explorer ce milieu. Il devra nécessairement être blindé afin d'être protégé contre les effets destructeurs des particules relativistes et de forte énergie véhiculées par le vent solaire et accélérées par le champ magnétique de Jupiter.

Aurores sur Jupiter et Saturne Depuis 1996 le Télescope Spatial Hubble a mis en évidence que Jupiter et Saturne (ici en UV) présentaient une intense activité aurorale fort similaire à celle que nous observons sur Terre (ci-dessous). Documents ISTP/NASA, HST/J.Clarke/U.Michigan, HST/JPL/NASA et Earth Observatory.

Sciences appliquées

Pour être complet, rappelons que des recherches sont effectuées en Alaska dans le cadre du programme HAARP (High frequency Active Auroral Research Program) sur la propagation des ondes réfléchies par les aurores et plus généralement sur la dynamique des plasmas. 

Contrairement à ce colporte la rumeur, HAARP n'est pas du tout une base militaire secrète entourée de fils barbelés et surveillée par des gardiers taciturnes et armés... Comme l'indique la pancarte placée à l'entrée du bâtiment situé sur la route qui relie Anchorage à Fairbanks, HAARP est un laboratoire de recherche sur l'ionosphère. On y étudie la propagation d'ondes longues modulées en amplitude (ELF) ainsi que des ondes-courtes comprises entre 2.8 et 10 MHz (HF).

HAARP utilise un réseau de 180 antennes rayonnant verticalement afin d'effectuer des sondages verticaux ou obliques dans l'ionosphère. Il s'agit de dipoles croisés multi-bandes fonctionnant entre les bandes ELF et HF. Chaque antenne est capable d'émettre avec une puissance de 20 kW. La puissance totale rayonnée atteint 3.6 MW PEP (3.89 MW ERP) et peut atteindre 27 MW PEP ! Les scientifiques aimeraient la porter à 100 MW PEP. Occasionnellement les radioamateurs sont amenés à participer à ce projet en communiquant des rapports d'écoute lors de tests effectués sur 3.3, 3.39 et 6.99 MHz. Des sondages sont également effectués entre 100 et 350 km de distance pour mesurer l'épaisseur de l'ionosphère.

A lire : L'USAF lève une partie du voile sur HAARP (sur le blog)

Les applications envisagées intéressent en particulier les militaires. Citons par exemple le projet d'ionisation de l'ionosphère dans le cadre du programme IDS, l'aveuglement infrarouge des satellites militaires, les communications avec les sous-marins de la Navy, l'étude du relief caché par les sédiments ou les modifications du climat, sans parler de l'étude propre de l'ionosphère (dynamique des couches ionosphériques, propagation des signaux et du bruit, interactions terre-soleil, etc) afin d'améliorer la représentation du modèle IRI qui représente l'ionosphère de référence.

Plusieurs programmes sont déjà bien avancés et auront certainement des retombées concrètes dans les décennies à venir. Mais il va sans dire que certaines de ces recherches sont critiquées par différents groupements d'opposants, y compris par ceux qui pensent que les ondes hertziennes réchauffent l'atmosphère... Mais ils oublient que les milliers d'orages qui se produisent sur Terre chaque jour y contribuent bien plus, et plus encore depuis que l'on a découvert qu'ils émettaient des jets de plasma dans la stratosphère. Tout ceci nous écartant toutefois de notre sujet, je vous propose de vous reporter à des sites Internet traitant de ces matières pour plus d'information.

Les AstroAlertes et autres bulletins

Plusieurs bulletins d'information relatifs à l'activité solaire et géomagnétique sont accessibles aux amateurs moyennant une souscription gratuite à des serveurs spécialisés.

Les observateurs passionnés par l'étude du Soleil et des aurores sont invités à surveiller l'activité des régions actives ainsi que des groupes de taches solaires très chaudes et étendues et de reporter leurs observations au Solar Terrestrial Dispatch américain. Cette activité vous permettra de surveiller le Soleil pratiquement en temps réel et de prévoir ses interactions avec le champ géomagnétique.

Cary Oler qui gère ce site attend également vos observations d'aurores et vous encourage à adresser vos rapports par e-mail au Spacew, le fameux "Solar Terrestrial Dispatch".

Ce centre vous permet également de recevoir gratuitement par e-mail les alertes annonçant de potentielles tempêtes géomagnétiques. L' inscription au Spacew s'effectue par le biais de Sky & Telescope (Sky Tonight).

Voici par exemple un extrait d'alerte de tempête géomagnétique de classe G2 (modérée) reçu par e-mail :

Le serveur de listes du Space Environment Center (SEC), section solaire, vous propose également plusieurs listes de souscriptions, les unes relatives aux alertes, les autres aux prévisions géomagnétiques, etc. Pour vous inscrire aux alertes relatives à l'activité solaire par exemple, il suffit d'envoyer un e-mail à l'adresse majordomo@dawn.sec.noaa.gov et de préciser dans le corps du texte : subscribe alerts-list.

Un message plus général est également accessible via le site NASA Science News qui vous propose plusieurs fois par semaine des articles sur l'astronomie et ses sciences connexes. Spaceweather vous informe également par souscription, par téléphone ou en vous connectant sur son site des derniers événements solaires touchant l'environnement terrestre.

Enfin, Astronomy.com vous propose également un abonnement gratuit à 10 bulletins qui vous permettront de connaître le statut de nombreux phénomènes en relation avec l'activité solaire et géomagnétique. Cliquer sur la bannière pour vous inscrire :

Si pour les besoins d'une étude vous désirez plus d'information sur l'activité solaire et géomagnétique, je vous conseille vivement de réagir dans les jours qui suivent une manifestation d'envergure afin d'obtenir des mesures en ligne. En effet, si vous attendez trop longtemps (plus de 5 jours) vous devrez consulter les archives ou effectuer des requêtes e-mail sur les serveurs Majordomo avec le risque de perdre beaucoup de temps ou de retrouver difficilement l'objet de vos recherches. Dans tous les cas reportez-vous aux sites suivants :

Sur l'état de la haute atmosphère
Nouvelles brèves
	SpaceWeather.com		Page dédiée sur ce site
	HF Radio propagation Live aurora display Aurora Webcam		WWV Space Weather Now Detailed Current & Forecast Space Weather Data
	Propagation & indices		Trafic & indices WWV
Données scientifiques
	Progression de la gray line		Progression de la gray line
	Spacew (soleil, space wx...) Prediction 160 meters		Prévisions, Bulletins, Alertes X-rays & protons
	Magnetopause DynMod		Poker Flat Research Range Aurora forecast
	NGDC-NOAA Space Physics		U.Berne - Carte ionosphérique Ionogrammes : IPS (VK), Belgique Etats-Unis : NGDC, SEC
	IPS Radio & Space Services Fadings and Blackouts		UCLA SSC-IGPP Vent solaire des 7 derniers jours
	Int'l Solar Terrestrial Physics	G4FKH W1AW RAC	F-Layer Propagation Predictions ARRL's Propagation Bulletins HF Propagation forecasts for SWLs

Vous trouverez également à la dernière page d'autres liens vers des sites iconographiques consacrés aux aurores polaires.

Si malgré cela vous ne trouvez pas en ligne les données qui vous conviennent, le logiciel de propagation HF DX ToolBox dont j'ai effectué une revue en anglais vous permet de recevoir en temps-réel les derniers bulletins de prévisions de l'activité solaire ainsi que les bulletins d'alertes solaires et géomagnétiques moyennant une connexion Internet. 

Consultez également la rubrique software où je vous propose un aperçu du logiciel STD SWIM du Solar Terrestrial Dispatch (Spacew). Ce logiciel vous permet de recevoir sur votre ordinateur les images satellites et les graphiques élaborés par les centres de recherches afin de surveiller l'activité solaire et géomagnétique. Ce logiciel vous permet également de recevoir d'autres données (géophysique, météo, etc).

Avec cette mine d'information vous ne pouvez plus rater la prochaine aurore, si ce n'est pour des raisons météos, et encore dans ce cas EarthBrowser ou STD SWIM vous aura prévenu !

Sur base de ce que nous savons à présent sur la phénoménologie des aurores, étudions un cas pratique et voyons quelles furent les événements à l'origine des belles aurores que nous avons observé le 6 avril 2000 et dont vous trouverez une gallerie d'images dans les dernières pages.

Prochain chapitre

Rapport sur la tempête géomagnétique du 6 avril 2000

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