Solar Maximum Mission ou SolarMax est une mission d'étude du Soleil développée par la NASA et placée en orbite le . Lancé à une période coïncidant avec le pic du cycle solaire de 11 ans de l'activité solaire, le satellite est chargé d'étudier en particulier les éruptions solaires qui caractérisent cette phase de la vie du Soleil. SolarMax emporte une série de spectromètres lui permettant de recueillir des données sur l'ensemble du spectre électromagnétique (rayons gamma, ultraviolet, et X). Il est le premier satellite à être réparé en orbite par un équipage de la navette spatiale américaine.
Contexte
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Objectifs
SolarMax a pour objectif d'étudier et de fournir des données sur les éruptions solaires et les phénomènes associés sur une large partie du spectre électromagnétique comprenant le rayonnement ultraviolet, le rayonnement X et le rayonnement gamma. Ce recueil doit se faire au moment où le pic du cycle de 11 ans de l'activité solaire est atteint. Il s'agit de mieux comprendre la nature des phénomènes violents du Soleil et leurs effets sur la Terre. SolarMax doit également mesurer de manière continue le flux du rayonnement solaire[1].
Déroulement de la mission
Le spécialiste de mission George Nelson effectue une première tentative, qui est infructueuse, pour attraper SolarMax lors de la mission de réparation par l'équipage de la navette spatiale Challenger.
SolarMax est lancé le par un lanceur Delta et placé sur une orbite terrestre basse de 508 × 512 km avec une inclinaison de 28,5°. Vers , la défaillance d'un fusible entraîne la mise hors service du système de pointage des instruments scientifiques. Le satellite SMM est conçu dès le départ pour pouvoir être réparé en orbite. Dans le cadre de la mission STS-41C, le , l'équipage de la navette spatiale Challenger effectue une sortie extravéhiculaire pour corriger l'anomalie et en profite pour remplacer l'électronique défectueux d'un des instruments et changer l'antenne parabolique, donnant ainsi la possibilité de communiquer avec la Terre en passant par les satellites relais TDRS. Il s'agit de la première opération de réparation de satellite en orbite. La réalisation de la réparation s'avère beaucoup plus difficile que prévu car les astronautes ne parviennent pas dans un premier temps à attraper le satellite qui se met à tournoyer. La collecte de données peut reprendre et se poursuit jusqu'au . La mission de Solar Maximum Mission s'achève le , lorsque le satellite rentre dans l'atmosphère et se désintègre[1].
Caractéristiques techniques
SolarMax est un satellite de 2,3 tonnes et d'environ 4 mètres de long pour 2,3 mètres de diamètre. Le module regroupant l'instrumentation scientifique occupe les deux premiers mètres. Deux panneaux solaires fixes sont attachés à un adaptateur fixé entre ce module scientifique et la plate-forme standardisée de type MMS (Multimission Modular Spacecraft) également utilisée par les satellites Landsat 4 et 5Landsat 5, TOPEX/Poseidon, UARS, et EUVE.
le spectromètre à rayons gamma (GRS - Gamma Ray Spectrometer) mesure l'intensité, l'énergie et l'effet Doppler du rayonnement pour en déduire la manière dont les particules à haute énergie produisent les éruptions solaires ;
le spectromètre à rayons X durs (HXRBS - Hard X-Ray Burst Spectrometer) détermine le rôle joué par les électrons dans la production des éruptions solaires ;
le spectromètre imageur à rayons X (HXIS - Hard X-Ray Imaging Spectrometer) doit produire une image du Soleil dans ce spectre et fournir des informations sur la position, l'étendue et le spectre des rayons X durs dans les éruptions solaires ;
le radiomètre (ACRIM-1 - Active Cavity Radiometer Irradiance Monitor-1) mesure l'énergie produite par le Soleil sur tout le spectre électromagnétique ;
le spectromètre / polarimètre ultraviolet (UVSP - Ultraviolet Spectrometer and Polarimeter) étudie le rayonnement ultraviolet du Soleil en particulier celui émis par les régions actives, les éruptions solaires et la couronne solaire ;
le coronographe / polarimètre (C / P - Coronagraph / Polarimeter) retourne des images de la couronne solaire en lumière visible avant d'étudier de quelle manière les éruptions solaires perturbent celle-ci ;
le spectromètre à rayons X (XRP - X-Ray Polychromator) mesure l'activité solaire à l'origine des températures du plasma atteignant 15 à 50 millions de degrés. Il doit mesurer la densité du plasma solaire et sa température.
Résultats scientifiques
L'instrument ACRIM-1 de SolarMax montre que, contrairement à ce que l'on peut imaginer, le soleil est plus brillant pendant les périodes de maximum de taches solaires. Cela vient de ce que les taches sont entourées de facula, des structures extrêmement brillantes, qui compensent largement l'assombrissement lié à la tache elle-même. Entre 1987 et 1989, la mission découvre 10 comètes rasantes au Soleil.
Durant l'opération de réparation en orbite du satellite, les astronautes ont retiré et ramené dans la navette spatiale 1,5 m² d'isolant thermique et 1 m² de persiennes en aluminium. Ces composants de SolarMax qui séjournent dans l'espace durant 50 mois sont ramenés sur Terre pour étudier la fréquence et les impacts des micrométéoroïdes. L'isolant thermique est constitué de 17 couches de kapton aluminé séparées par des filets de dacron. Sur une superficie de 0,5 m², on découvre 160 impacts de micrométéoroïdes ayant réussi à percer la première couche de kapton et 1 000 autres cratères créés par des particules arrêtées par celle-ci. L'analyse des cratères formés par les particules ayant frappé le revêtement démontre que nombre d'entre eux contiennent du titane, du zinc, du potassium, du silicium et du chlore qui entrent dans la composition des peintures utilisées pour les applications spatiales à la NASA. Il est déduit qu'il y a en orbite terrestre basse deux fois plus de débris spatiaux d'origine humaine que de météoroïdes[4].
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.
