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La mission MMS livre ses premiers résultats

Une équipe internationale incluant plusieurs chercheurs de l'IRAP (Université Paul Sabatier de Toulouse & CNRS) livre les premiers résultats de la mission MMS (Magnetospheric Multi Scale) de la NASA dédiée à l'étude de la magnétosphère terrestre. Cette étude est parue le 28 mars 2016 au sein de la revue Geophysical Research Letters.

Ci-contre : Vue d'artiste de la mission MMS dédiée à l'étude de la magnétosphère terrestre. Crédit : NASA

Lancés le 12 mars 2015 par une fusée Atlas V depuis la base de Cap Canaveral en Floride (1), les quatre satellites de la mission MMS (Magnetospheric Multiscale) de la NASA ont été placés en orbite équatoriale et en configuration tétraédrique afin d'étudier les régions clés de la magnétosphère terrestre : le côté jour de la magnétopause, ses flancs ainsi que la queue géomagnétique à courte (12 rayons terrestres) et moyenne distances (25 rayons terrestres). A cet effet, chaque satellite embarque divers instruments (2) de mesure des particules chargées et des champs électromagnétiques dans l'environnement ionisé de la Terre, où le mouvement des particules se trouve contrôlé par le champ magnétique terrestre.

La mission MMS s'inscrit dans la continuité ainsi qu'en parfaite complémentarité de la mission CLUSTER lancée par l'ESA en juillet 2000 et reconduite jusqu'à fin 2016 (3). Leurs similitudes sont nombreuses, à commencer par le nombre de satellites en formation : quatre satellites identiques, distants de 100 à 10 000 km dans la cadre de la mission CLUSTER, de 10 à 160 km dans le cadre de la mission MMS. Toutefois, la mission MMS bénéficie des nombreux acquis scientifiques de la mission CLUSTER ainsi que d'une instrumentation de nouvelle génération permettant d'étudier le phénomène de reconnexion magnétique, l'accélération des particules ainsi que le rôle de la turbulence dans les plasmas à l'échelle de la dynamique des électrons.

Depuis son lancement, la mission MMS a réalisé de nombreuses observations à très haute résolution temporelle, dont les premières viennent d’être publiées au sein de la revue Geophysical Research Letters. Les observations de MMS démontrent pour la première fois l'étroite relation entre le rayon de courbure des lignes de champ magnétique et le rayon de giration des électrons (de basse énergie) autour du champ magnétique. Les résultats mettent en exergue la dynamique fine des électrons dans la région de reconnexion magnétique, impliquant des processus de dispersion en angle et de piégeage complexes.

Ces premiers résultats de la mission MMS montrent la nécessité de disposer d'instruments ondes et particules dotés d'une résolution temporelle très élevée pour comprendre les processus physiques qui se développent dans les régions d’interface entre deux plasmas comme à la magnétopause terrestre ou dans un plasma turbulent comme celui présent dans la magnétogaine. Les prochaines phases de la mission dans la queue proche, à la magnétopause et dans la queue plus lointaine fourniront à la communauté internationale un ensemble complet de mesures à l’échelle de la dynamique des électrons dans toutes les régions clés de la magnétosphère terrestre.

Notes

(1) Communiqué de presse du 13 mars 2015 : «  Lancement réussi pour la mission MMS »

(2) L'IRAP a contribué à la mission à travers la fourniture, la caractérisation et l'étalonnage de l'ensemble des 32 paires de détecteurs (galettes à micro-canaux) de l'expérience de mesure des ions faisant partie du consortium FPI (Fast Plasma Investigation). Depuis le 1er septembre 2015, date à laquelle la mission est entrée officiellement dans sa phase opérationnelle, les chercheurs de l'IRAP participent activement à l’analyse scientifique des résultats ainsi qu'à leur interprétation.

(3) La mission CLUSTER a pour objet d'étudier la magnétosphère terrestre et ses interactions avec le vent solaire. Site Web de l'ESA dédié à la mission CLUSTER : http://sci.esa.int/cluster/

Ressources complémentaires

Chercheurs de l'IRAP impliqués dans cette étude

  • B. Lavraud, Y. Vernisse, V. Génot, C. Jacquey, I. Kacem, A. Marchaudon, E. Penou, J.-A. Sauvaud

Contact IRAP

  • Benoit Lavraud, Benoit.Lavraud@irap.omp.eu
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