HelioSwarm

Contexte

Le concept de mission HelioSwarm prévu pour un lancement en 2029 comporte une plateforme « mère » accompagnée de 8 micro-satellites séparés entre 50 et 3000 km. Les micro-satellites sont équipés d’un magnétomètre basse fréquence (FGM), d’une coupelle de Faraday (FC) et d’un magnétomètre haute fréquence à induction (« search-coil », SCM). La plateforme « mère » embarquera en plus un analyseur électrostatique (iESA) fourni par le LAB et L’IRAP (resp. sci. : B. Lavraud, co-resp. sci : V. Génot). Les micro-satellites communiqueront uniquement avec la plateforme qui réceptionnera leurs données et les transmettra au sol.

Objectifs scientifiques

HelioSwarm explorera les mécanismes dynamiques tridimensionnels qui contrôlent la physique de la turbulence du plasma, un processus omniprésent dans l’héliosphère et dans les plasmas de l’ensemble de l’univers. Pour ce faire, des mesures simultanées seront effectuées par les 9 satellites avec des séparations couvrant les échelles spatiales magnétohydrodynamique et échelle spatiale sub-ionique dans une variété de plasmas proches de la Terre (magnétogaine, chocs et pré-chocs, vent solaire). Les 9 satellites permettent d’analyser les corrélations entre les mesures effectuées par 36 paires différentes et d’analyser 126 configurations tétraédriques non idéales (contre 6 paires et 1 tétraèdre pour les missions à 4 satellites).

Description du SNO

L’étude multi-points des processus fondamentaux dans les plasmas spatiaux est une priorité forte de la communauté PNST depuis des années. Cinq laboratoires français sont directement impliqués dans la mission HelioSwarm, dont quatre ont une contribution instrumentale. Le SNO-ANO2 HelioSwarm concerne les tâches associées à la contribution instrumentale française à la mission. La livraison des instruments de vol s’étale sur 2026, celle des modèles d’ingénieries est prévue en 2025. Les tâches de service associées sont le suivi de la conception, de la fabrication, des tests, des étalonnages et des inter-étalonnages (SCM vs FGM et iESA vs FC) au sol et en vol de ces instruments ainsi que la production, la validation et l’archivage au CDPP des données L2 et L3. La responsabilité du SNO est tournante sur des périodes de 2 ans entre les 4 OSU impliqués.

Implication de l’IRAP

L’IRAP et le LAB sont en charge de la fourniture de l’analyseur électrostatique (iESA) pour la mesure rapide des ions du vent solaire, afin d’étudier plus finement la relation entre le chauffage des ions et la turbulence. Le design de l’instrument iESA hérite fortement de PAS à bord de Solar Orbiter. L’IRAP fournit la majeure partie de l’instrument, à savoir la tête de mesure électrostatique, la carte front-end et la carte haute-tension. L’Université du New Hampshire, le MSSL et Aerospace Corp. fourniront les cartes numérique (FPGA) et de puissance (LVPS).

Partenaires

La mission HelioSwarm est une mission de la NASA, avec des participations instrumentales et scientifiques provenant d’autres agences nationales, comme le CNES pour l’instrument iESA et les SCM (LPP, LPC2E), et l’agence britannique pour le FGM (Imperial College).