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TRACE

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Description de cette image, également commentée ci-après
Vue d'artiste du satellite TRACE.
Données générales
OrganisationDrapeau des États-UnisNASA
ConstructeurDrapeau des États-UnisGoddard-LMSAL
DomaineObservation du Soleil
StatutMission achevée
Lancement2 avril 1998
LanceurPegasus-XL
Fin de mission21 juin 2010
Identifiant COSPAR1998-020A
Sitetrace.lmsal.com
Caractéristiques techniques
Masse au lancement250 kg
Contrôle d'attitudeStabilisé 3 axes
Source d'énergiePanneaux solaires
Puissance électrique220 watts
Orbite héliosynchrone
Périapside602 km
Apoapside652 km
Période de révolution96 minutes
Inclinaison97,8°
Télescope
TypeCassegrain
Diamètre0,3 m
Focale8,66 m
Champ8,5minutes d'arc
Longueur d'ondeLumière visible (1700–10000 Å),UV (~1216 Å, 1550~1600 Å, ~1700 Å),UV lointain (171 Å, 195 Å, 284 Å)

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TRACE ensalle blanche.
Image d'unetache solaire obtenue par TRACE.

TRACE (Transition Region And Coronal Explorer) est untélescope spatial développé par leCentre de vol spatial Goddard, établissement de laNASA, avec pour objectif de réaliser des photos de lacouronne et deRégion de transition du Soleil avec unerésolution angulaire et temporelle élevée. Le télescope, mis en orbite en, a fonctionné durant 12 ans (fin de la mission en) en fournissant des millions d'images et a fait l'objet de plus 1000 publications scientifiques. De nombreux détails de la structure fine de la couronne solaire ont été observés pour la première fois.

Contexte

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TRACE est une des premières missions duprogramme Explorer développée en appliquant la stratégie « faster, better, cheaper » (plus vite, mieux, moins cher) mise en place par l'administrateur de la NASA de l'époqueDan Goldin. Le satellite est conçu, fabriqué et testé en moins de quatre ans et il est lancé seulement 1 mois après la date prévue initialement. La construction de TRACE est assurée par leCentre de vol spatial Goddard chargé du programme Explorer. L'instrument est développé par un consortium emmené par leLockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory (LMSAL) dePalo Alto enCalifornie. TRACE est le premier observatoire solaire réalisé par la NASA depuisSolarMax mis en orbite en 1980[1]. Ses observations sont complémentaires de l'observatoire européenSoHO (qui comprend une participation instrumentale américaine) lancé 3 ans plus tôt en 1995 mais qui, contrairement à TRACE, équipé uniquement d'un télescope, emporte une vaste gamme d'instruments. Le télescope de TRACE permet de prendre des images détaillées de portions de la photosphère, de larégion de transition et de lacouronne solaire avec unerésolution spatiale 10 à 25 fois meilleure que celle de SoHO tandis que ce dernier fournit des images et desspectres électromagnétiques sur une région s'étendant à 30 rayons solaires. Ensemble les deux observatoires solaires permettent d'effectuer des mesures de tous les régimes de température de l'atmosphère solaire sous forme de photos et de spectres électromagnétiques[2].

Objectifs de la mission

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TRACE doit permettre pour la première fois d'observer larégion de transition solaire et lacouronne solaire durant la phase d'activité solaire croissante jusqu'à son point culminant. Les données recueillies doivent permettre de comprendre les variations de l'activité solaire en étudiant les interactions entre lechamp magnétique duSoleil observé à petite échelle et la structure à grande échelle duplasma de lacouronne solaire. À cet effet TRACE réalise des images haute résolution de laphotosphère et de la région de transition vers lacouronne. TRACE doit en particulier étudier les phénomènes suivants : le confinement du plasma, le chauffage du plasma et les éruptions solaires[3] :

  • le Soleil est une énorme boule deplasma, c'est-à-dire de gaz dans lesquels les électrons se sont détachés des noyaux des atomes sous l'effet de la chaleur. de gigantesquesboucles de plasma se formant dans la couronne solaire s'étendent sur des centaines de milliers de kilomètres et peuvent durer des semaines, voire des mois. À l'époque de la conception de la mission les chercheurs émettent l'hypothèse que des perturbations du champ magnétique du Soleil sont à l'origine de ces formations. TRACE doit permettre de mieux comprendre quelles sont les forces susceptibles d'être responsables des boucles coronales.
  • un des phénomènes les plus étranges se produisant à la surface du Soleil est le réchauffement du plasma. De manière contre-intuitive sa température augmente fortement lorsqu'on s'éloigne du Soleil donc de la source de son chauffage. La température à la surface du Soleil est de 5000 kelvin, mais elle passe à 2 millions de kelvin à 100 000 kilomètres de la surface dans la couronne solaire. Les scientifiques émettent l'hypothèse que l'origine de cette élévation de la température est également liée au champ magnétique et TRACE doit collecter des données permettant d'expliquer cette augmentation de température.
  • uneéruption solaire est la libération soudaine d'énergie à la surface du Soleil. Bien qu'elle ne se traduise pas par des changements visibles dans la luminosité du Soleil, elle peut avoir un effet sur l'activité à la surface de la Terre : l'énergie libérée peut en effet fortement perturber les systèmes de communications sur Terre. Les spécialistes du Soleil pensent que ces éruptions sont également liées au champ magnétique du Soleil et TRACE doit rechercher des indices montrant la relation entre les éruptions solaires et le champ magnétique du Soleil.

Caractéristiques techniques

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TRACE est un petit engin spatial d'une masse de 250 kg construit autour d'une structure tubulaire enaluminium riveté. Haut de 2 mètres son diamètre maximum est de 1 mètre. Il eststabilisé 3 axes à l'aide de 4roues de réaction et demagnéto-coupleurs. L'attitude du télescope spatial est déterminée à l'aide de deuxgyroscopes à deux axes, un capteur solaire numérique, six capteurs solaires grossiers, unmagnétomètre trois axes complété par le recours à petit télescope annexe de utilisant des étoiles guides. L'énergie est fournie par quatrepanneaux solaires comportant descellules photovoltaïquesGaAs d'une superficie totale de 2 m² qui sont déployés en orbite et produisent 220 watts. L'énergie est stockée dans une batterie nickel-cadmium de 9 Ah. Les communications sont réalisées enbande S avec un débit sur laliaison montante de 2kilobits par seconde et sur laliaison descendante de 2,25mégabits par seconde. L'ordinateur embarqué utilise unmicroprocesseur 80386/80387 et dispose d'enregistreur àsemi-conducteurs de 350mégabits[4].

Instrument

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Le seul instrument de TRACE est un télescope d'un diamètre de 30cm. Ledétecteur de typeCCD comporte 1024 × 1024pixels et lechamp de vue 8,5minutes d'arc. La résolution spatiale est de 1seconde d'arc. L'image est stabilisée avec une précision de 0,1 seconde d'arc. Son domaine delongueur d'onde va duvisible à l'ultra-violet lointain. Des filtres mobiles sont positionnés pour observer à la demande une partie du spectre correspondant auxtempératures de plasma comprises entre 4000 et 4 millions dekelvins : enlumière visible les longueurs d'onde comprises entre 1700–10000 Å), enultraviolet proche les longueurs d'onde 1216 Å, 1550~1600 Å et 1700 Å et en ultraviolet lointain les longueurs d'onde 171 Å, 195 Å et 284 Å[5].

Bandes spectrales observées[6]
DomaineLongueurs d'onde
ångströms		Largeur de la bande observée
ångströms		Éléments observésTempérature
x 1000kelvin
Lumière visible5000ÉtendueContinuum4-6,4
Ultraviolet proche1700200Continuum4-10
1600275CI, FeII, continuum4-10
155020CIV60-250
121684HI Ly-α10-30
Ultraviolet lointain1736,4Fe IX160-2000
1956,5Fe XII500-2000
28410,7Fe XV1250-4000

L'instrument dérive en grande partie du prototype de télescope en ultraviolet lointainNIXT lancé par unefusée-sonde en 1989 et qui effectua plusieurs vols au début des années 1990. TRACE reprend également des éléments de l'instrument MDI deSoHO lancé en 1995 (CCD, système de stabilisation de l'image, ordinateur etlogiciel de traitement des données. Enfin le logiciel chargé de gérer, traiter, compresser et cataloguer les images développés pour l'observatoire spatial japonaisYohkoh lancé en 1991. La réutilisation de tous ces éléments a permis de développer l'instrument avec l'enveloppe budgétaire très réduite disponible pour une mission SMEX du programme Explorer[7].

Déroulement de la mission

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TRACE est mis en orbite par lelanceur aéroportéPegasus-XL le. L'avion porteurL-1011 largue la fusée au-dessus de la côte deCalifornie centrale. Le satellite est placé sur uneorbite héliocentrique de 602 x 652 km avec uneinclinaison orbitale de 97,8° et une périodicité orbitale de 96 minutes. L'orbite retenue permet d'observer le Soleil sans interruption. La mission primaire a une durée de 1 an, mais elle est prolongée à plusieurs reprises. En 2007 elle est prolongée jusqu'en 2009 pour permettre l'étalonnage de la missionSolar Dynamics Observatory qui doit poursuivre ses observations de la couronne solaire dans l'ultraviolet avec un instrument plus puissant. La mission s'achève le 12 ans après son lancement[4].

Résultats

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  • Photos du Soleil réalisées par TRACE
  • Éruption solaire.
    Éruption solaire.
  • Boucle magnétique. Sa température est d'environ 10 millions de degrés Celsius.
    Boucle magnétique. Sa température est d'environ 10 millions de degrés Celsius.
  • Assemblage de photos de la couronne solaire prises dans plusieurs longueurs d'onde de l'ultraviolet lointain : bleu (171 A), vert (196 A) et rouge (284 A) correspondant respectivement à des plasmas d'une température respectivement de 1, 1,5 et 2 millions de degrés Celsius.
    Assemblage de photos de la couronne solaire prises dans plusieurs longueurs d'onde de l'ultraviolet lointain : bleu (171 A), vert (196 A) et rouge (284 A) correspondant respectivement à des plasmas d'une température respectivement de 1, 1,5 et 2 millions de degrés Celsius.

Références et notes

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  1. ↑Discovering the cosmos with small spacecraft,p. -196/281
  2. ↑(en) « Mission : TRACE Science Objectives », surSite de la mission TRACE (Lockheed Martin), Laboratoire solaire et d'astrophysique deLockheed Martin(consulté le)
  3. ↑(en) « What is TRACE up to ? », surSite de la mission TRACE (Lockheed Martin), Laboratoire solaire et d'astrophysique deLockheed Martin(consulté le)
  4. ↑a etb(en) « TRACE », surEO Portal,Agence spatiale européenne
  5. ↑(en) « Instruments : Summary », surSite de la mission TRACE (Lockheed Martin), Laboratoire solaire et d'astrophysique deLockheed Martin(consulté le)
  6. ↑(en) « Instruments : Pass Bands », surSite de la mission TRACE (Lockheed Martin), Laboratoire solaire et d'astrophysique deLockheed Martin(consulté le)
  7. ↑(en) « Instruments : Diagrams », surSite de la mission TRACE (Lockheed Martin), Laboratoire solaire et d'astrophysique deLockheed Martin(consulté le)

Bibliographie

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Voir aussi

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Sur les autres projets Wikimedia :

  • TRACE, surWikimedia Commons

Articles connexes

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Liens externes

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Voir aussiSoleil
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Articles liés
La première date est celle du lancement du lancement (du premier lancement s'il y a plusieurs exemplaires). Lorsqu'elle existe la deuxième date indique la date de lancement du dernier exemplaire. Si d'autres exemplaires doivent lancés la deuxième date est remplacée par un -. Pour les engins spatiaux autres que les lanceurs les dates de fin de mission ne sont jamais fournies.
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