- Les sondes solaires et interplanétaires nous aident à comprendre de plus en plus notre Système solaire et même l'Univers. Elles permettent d'étudier le Soleil, les planètes, les comètes, les champs magnétiques, le vent solaire et les particules qui voyagent dans l'espace.

 - La Lune et Mars sont déjà étudiées de près, car des hommes ou des rovers ont posé leurs pieds, ou leurs roues, sur ces sols.

- Gagarine entre dans l'Histoire en devenant le premier homme à voyager dans l'espace. Voilà : il est possible d'envoyer l'Homme dans l'espace. Les fusées, les sondes, les rovers, les navettes, etc. se modernisent : plus lourds, plus performants et utilisant de moins en moins de carburant.

- Mais, vu de la Terre, nous ne savons pas encore grand-chose sur les effets du vent solaire sur les sondes et le matériel embarqué. La série des sondes parties pour étudier les effets du Soleil sont listées ci-dessous et nous expliquent, en simplifié, à quoi elles servent.

 - Sur Terre, la matière se présente principalement sous trois formes : solide, liquide ou gazeuse. Mais dans l'espace, le plasma est extrêmement présent. Un plasma est un gaz ionisé constitué notamment d'électrons de charge électrique négative et d'ions chargés positivement. À l'échelle de l'Univers, le plasma constitue la forme dominante de la matière visible.

Parmi ses caractéristiques, un plasma affiche une grande sensibilité aux champs électriques et magnétiques. Pour étudier le vent solaire, les scientifiques s'intéressent à la température des plasmas, à leur densité et aux types de particules qu'ils renferment. Leur vitesse est également un paramètre important.

- Il existe par exemple un vent solaire lent, autour de 400 km/s, et un vent solaire rapide pouvant atteindre environ 800 km/s. Ces vents proviennent de différentes régions du Soleil. La température de la couronne solaire, la gravitation et les forces magnétiques jouent également un rôle important.

Les sondes enregistrent de nombreuses données sur le vent solaire pour mieux comprendre notre Système solaire et étudier son impact sur le matériel envoyé dans l'espace.

 - Pioneer 5, également connue sous le nom de Pioneer P-2 et Thor Able 4, était une sonde spatiale chargée d'étudier l'espace interplanétaire entre la Terre et Vénus. Les données ont été reçues jusqu'au 30 avril 1960. La sonde a notamment confirmé l'existence de champs magnétiques interplanétaires.

- Lancement de Pioneer 6 par une fusée Delta-E (1965).
Pioneer 6, 7, 8 et 9 sont quatre sondes spatiales pratiquement identiques lancées entre 1965 et 1968 par la NASA pour étudier l'espace interplanétaire, en particulier le vent solaire et les rayons cosmiques.

Ces petites sondes, d'une soixantaine de kilogrammes, emportaient plusieurs instruments scientifiques et ont largement contribué aux premières études du vent solaire.

- La famille Helios

Les sondes Helios ont été développées par l'Allemagne et les États-Unis pour étudier l'environnement proche du Soleil.

- Helios 1 : lancée en 1974.
- Helios 2 : lancée en 1976.

Les deux sondes Helios ont étudié notamment le vent solaire, les champs magnétiques et les particules dans une région beaucoup plus proche du Soleil que celle accessible aux missions précédentes.

 - Le programme ISEE, en français « Explorateur international Soleil-Terre », est une série de trois satellites scientifiques construits par l'ESA et la NASA et lancés en 1977 et 1978 pour étudier les interactions entre le vent solaire et la magnétosphère terrestre.

ISEE 1 et 2, circulant sur des orbites proches, ont permis de mieux étudier les limites de la magnétosphère. ISEE-3 est ensuite devenue la première sonde à survoler la comète Giacobini-Zinner en 1985, puis elle a observé la comète de Halley en 1986.

En août 2014, ISEE-3 repasse au voisinage de la Terre. Un projet appelé ISEE-3 Reboot tente alors de reprendre le contrôle de la sonde. Le contact est ensuite perdu.

- En 1991, la mission ICE/ISEE est prolongée par la NASA. L'engin doit notamment étudier les éjections de masse coronale du Soleil et le rayonnement cosmique, en coordination avec la sonde Ulysses.

Le 5 mai 1997, la NASA met officiellement fin à la mission principale.

 - Ulysses : lancée en 1990 depuis la navette spatiale Discovery. Développée conjointement par la NASA et l'Agence spatiale européenne, Ulysses est le premier engin scientifique à recueillir des données sur les hautes latitudes du Soleil.

Les mesures portaient notamment sur le vent solaire, le champ magnétique du Soleil et le milieu interstellaire local. La sonde a utilisé l'assistance gravitationnelle de Jupiter pour quitter le plan de l'écliptique et se placer sur une orbite héliocentrique fortement inclinée.

La mission, prolongée à deux reprises, a pris fin en juin 2009. Ulysses a fourni de nombreuses données sur le vent solaire et le champ magnétique aux hautes latitudes du Soleil.

 - WIND : satellite scientifique de la NASA chargé de recueillir des données sur le vent solaire et les interactions de celui-ci avec la magnétosphère terrestre. Il est lancé le 1er novembre 1994 par un lanceur Delta II. WIND fait partie du programme international ISTP.

À partir de novembre 1996, WIND est placé sur une orbite autour du point de Lagrange L1 du système Soleil-Terre. Cette position permet d'observer le vent solaire avant qu'il n'atteigne la Terre.

 - SoHO est un observatoire solaire spatial développé conjointement par l'ESA et la NASA. Lancé en 1995, son objectif principal est l'étude de la structure interne du Soleil, de la couronne solaire et des processus produisant le vent solaire.

SoHO a profondément amélioré notre connaissance du Soleil. Ses instruments ont également permis de découvrir et d'observer un très grand nombre de comètes passant près du Soleil.

 - ACE est un satellite du programme Explorer de la NASA. Lancé en 1997, il étudie notamment la composition des particules provenant du Soleil, du milieu interstellaire local et des rayons cosmiques.

L'espace interplanétaire du Système solaire est parcouru par des particules énergétiques expulsées par le Soleil ou provenant de régions plus lointaines.

- Genesis est une sonde spatiale développée par la NASA dont l'objectif était de rapporter sur Terre des particules du vent solaire. Genesis est lancée le 3 décembre 2001 par une fusée Delta II puis placée près du point de Lagrange L1 pour collecter les particules solaires durant environ deux ans.

À son retour vers la Terre, la capsule contenant les échantillons ne déploie pas son parachute et s'écrase le 8 septembre 2004 dans le désert de l'Utah. Malgré l'accident, une grande partie des échantillons reste exploitable après un important travail de nettoyage.

- La mission STEREO comprend deux satellites observant les éruptions solaires. Leur position permet de construire des images en trois dimensions de certains phénomènes solaires.

Les éjections de masse coronale (CME) sont des phénomènes violents pouvant expulser des milliards de tonnes de matière dans l'espace interplanétaire à des vitesses de plusieurs centaines de kilomètres par seconde.

Ces éjections peuvent perturber fortement le milieu interplanétaire et provoquer des tempêtes géomagnétiques lorsqu'elles atteignent la magnétosphère terrestre.

- Le projet Solar Probe de 2005, finalement abandonné sous cette forme, prévoyait un bouclier thermique très important pour permettre à une sonde de s'approcher extrêmement près du Soleil.

La mission Parker Solar Probe a finalement été conçue pour étudier directement la couronne solaire et le vent solaire à une distance jamais atteinte auparavant.

Parker Solar Probe a été lancée le 12 août 2018 par une fusée Delta IV Heavy. La sonde utilise plusieurs survols de Vénus pour modifier progressivement son orbite et se rapprocher du Soleil.

Le 24 décembre 2024, Parker Solar Probe a réalisé un passage historique à environ 6,2 millions de kilomètres de la surface du Soleil, à une vitesse d'environ 687 000 km/h. Elle a ainsi battu les records précédents de distance et de vitesse pour un objet fabriqué par l'être humain.

La sonde poursuit son étude de l'environnement proche du Soleil. Son bouclier thermique lui permet de protéger ses instruments alors qu'elle traverse une région extrêmement chaude et soumise à un rayonnement intense.

 - VOYAGER 1 et VOYAGER 2

Les sondes Voyager 1 et Voyager 2 sont particulièrement importantes dans l'histoire de l'exploration spatiale. Elles ont été lancées en 1977 pour explorer les planètes géantes du Système solaire.

Voyager 1 a survolé Jupiter et Saturne. Voyager 2 a survolé Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune. Voyager 2 reste la seule sonde à avoir survolé Uranus et Neptune.

Mais leur voyage ne s'est pas arrêté là. Voyager 1 a franchi l'héliopause en 2012, et Voyager 2 l'a franchie en 2018. Elles sont donc toutes les deux entrées dans l'espace interstellaire, c'est-à-dire la région située au-delà de l'héliosphère dominée par le vent solaire.

Il faut toutefois faire une petite distinction : quitter l'héliosphère ne signifie pas encore avoir quitté toute la région du Système solaire. Le Système solaire s'étend beaucoup plus loin, jusqu'aux régions externes associées notamment au nuage d'Oort.

-Ces deux vieilles sondes continuent donc leur incroyable voyage, plus de quarante ans après leur lancement. Elles constituent parmi les objets fabriqués par l'Homme les plus éloignés de la Terre.

 - Pour terminer...

Depuis Pioneer jusqu'à Parker Solar Probe et Voyager, les sondes spatiales ont progressivement permis de mieux connaître notre étoile et son environnement. Certaines étudient le Soleil de très près, d'autres surveillent le vent solaire autour de la Terre, et Voyager continue son voyage au-delà de l'héliosphère.

L'exploration du Soleil nous aide aussi à comprendre les conditions qui règnent dans l'espace et les effets possibles de l'activité solaire sur la Terre, les satellites et les futurs équipages spatiaux.

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