SOLARNET : une mission Haute Résolution pour compléter le programme ILWS/SDO Luc Damé, Service d'Aéronomie du CNRS & LESIA PNST Réunion Missions Spatiales.

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1 SOLARNET : une mission Haute Résolution pour compléter le programme ILWS/SDO Luc Damé, Service d'Aéronomie du CNRS & LESIA PNST Réunion Missions Spatiales Solaires IAP, 12 avril 2005

2 SOHO : un observatoire très complet
SOHO, le Solar & Heliospheric Observatory, est une combinaison unique de coronagraphes, de spectrographes, d'imageurs coronaux multi-longueurs d'onde (les EIT), et d'instruments pour l'héliosismologie, notamment le MDI (Michelson Doppler Imager). SOHO est cependant limité en résolution spatiale et en imagerie UV et UV lointain. Combiné à d'autres satellites et surtout à Yohkoh et à TRACE, on a alors un dispositif d'étude très performant des phénomènes énergétiques, de la photosphère à la couronne, en passant par la zone de transition.

3 TRACE — caractéristiques
Longueurs d'onde : 171Å FelX, 195Å FeXII, 284Å FeXV, 1216Å Lya, 1550Å CIV, 1600Å continu Tmin Résolution spatiale : 1" Résolution temporelle : < 1s ; 5s nominale Temps d'exposition de 2 ms à 260 s Champ : 8,5 x 8,5 minutes d'arc Complémentaire de SOHO par ses résolution spatiales et temporelles élevées

4 L' atmosphère "spaghetti" du Soleil
We are asking a very simple question – in the complex solar atmosphere how do we relate this… to this… Complexe et dynamique, dominée par le champ magnétique mais pilotée par les mouvements turbulents de la zone convective (intérieur solaire).

5 Eruption et CME : relation ?
C'est une question en apparence simple mais sans réponse malgré les moyens actuels d'observations (absence d'obs. de la couronne proche ?) 1984 – thought could sort this one out! TRACE SOHO – LASCO

6 Spectroscopie et imagerie sont complémentaires
C'est la spectroscopie Haute Résolution (HRTS 1978) qui met en évidence, d'ailleurs, le besoin de Très Haute Résolution Spatiale Structure fine Brekke, 1999 Filling Factor <1% (<0.1%?) UV & FUV SOHO/SUMER TRACE

7 SOHO c'est aussi l'héliosismologie et la structure interne
Absence de turbulence sur tout le champ et CONTINUITE des observations (orbites héliosynchrones 6h-18h ou point de Lagrange Terre-Soleil pour SOHO) Etude de la structure interne solaire par le biais des oscillations (modes-p) ROUGE Rotation rapide BLEU:Rotation plus lente

8 L'après SOHO-TRACE ? SOLAR-B, STEREO, SDO ou le télescope Chinois de 1m n'ont pas les hautes résolutions spatiales, spectrales et temporelles dans l'UV, l'UV lointain et l'EUV pour suivre et comprendre l'évolution des structures chromosphériques et coronales. Au sol tous les observatoires majeurs (NSST 1m, GREGOR 1,5m, ATST 4m) visent la mesure de champ et la très haute résolution (AO). KCOR AIA SPECTRE AIA Magritte HMI EVE SDO

9 Objectif Haute Résolution
Solar Dynamo Global Circulation Far-side Imaging Solar Subsurface Weather Coronal Magnetic Field Magnetic Connectivity Sunspot Dynamics Magnetic Stresses Interior Structure NOAA 9393 Far-side Irradiance Sources Un INTERFEROMETRE plutôt qu'un grand télescope : Taille réduite ê PROTEUS & Eurockot Pointage et thermique simplifiées des petits télescopes Primaires simples (pas d'actuateurs) Mise en phase ê Télescope "parfait"

10 SOLARNET : un concept unique d’imagerie interférométrique en champ étendu
Solarnet est un instrument utilisant la synthèse d’ouverture optique composé de trois télescopes identiques de 350 mm de diamètre. La résolution est égale à 25 milliseconde d’arc, soit une vingtaine de kilomètres au niveau de la surface solaire pour la longueur d’onde de Lyman α 120nm. Le champ utile de solarnet est de 5 minutes pour la mise en phase de l’interféromètre et de 1 minute sur la voie scientifique, composé par un double monochromateur imageur soustractif. Configuration compacte : 3 télescopes de Ø350 mm Résolution spatiale de 0,025” (20–30 km sur le Soleil) Instrument focal adapté : un spectro-imageur l110–400 nm (double monochromateur soustractif FUV–UV et IFTS)

11 SOLARNET Spectro-Imagerie Double Monochromateur Soustractif FUV & UV

12 SOLARNET : validation sur maquette du concept à l'Observatoire de Meudon
Cophasage & co-alignement en laboratoire en 1999–2000 (l/300) Après quelques "difficultés", suivi et pointage fin (0,1") au Grand Sidérostat de Foucault) : premières images filtrées (SDM) cet été.

13 Une mission autour de SOLARNET sur la plate-forme PROTEUS du CNES
Satellite et lancement : EuRockot – 880 kg ; lancement Plesetsk (62.7°) Orbite polaire — 6:00–18:00 — 1000 km ê SANS ECLIPSES HELIOSISMOLOGIE & EVOLUTION Pointage 3-axes stabilisé : 1"/15 secondes et 5"/15 min Bande-X, Kiruna (ou Svalbard) : TELEMETRIE DE 3 Mbps SOLARNET (Ø1,7 m x 1,8 m) sur la plate-forme PROTEUS de 1 m3 Le socle d’adaptation de la plate-forme est optimisé (forme, masse, encombrement, rigidité) pour PROTEUS Petite plate-forme pointée de Ø 60 cm (Hexapode – 6 actionneurs linéaires) pour les instruments Soleil entier (oscillations, coronographes) Une charge utile très complète peut ainsi être embarquée (spectros UV & EUV, imageurs complémentaires EUV & XUV, etc.)

14 Conclusions & Perspectives
Il n'est pas encore trop tard pour combler par un projet ambitieux les limitations de SDO et l'énorme vide avant le Solar Orbiter (premiers résultats en 2016 ?) l'imagerie et la spectroscopie UV, UV lointain et EUV à hautes résolutions de la chromosphère, de la zone de transition et de la couronne sont nécessaires pour comprendre la structuration magnétique de l'atmosphère solaire, les éruptions et CMEs, et pour répondre efficacement à la question lancinante du chauffage chromosphérique et coronal. Des contacts préliminaires positifs ont été pris avec la Chine et l'Inde mais le point faible reste la coordination Européenne alors que... les ressources et les instruments sont normalement disponibles en Europe (ils l'étaient pour participer à SDO voilà peu...) si la dispersion sur les "petits" projets de contribution limitée, peut être évitée. Unissons nos forces pour créer SOHO II en apportant à SDO en 2010 les compléments HR UV FUV EUV et héliosismiques requis