La mission multi-satellite MMS Le lancement de la mission MMS (Magnetospheric Multi-Scale) par une fusée Atlas V est prévu le 12 mars prochain, à Cape Canaveral, en Floride. Il s’agit d’un ensemble de quatre satellites, équipés d’instruments identiques, qui effectueront des mesures des particules chargées et des champs électromagnétiques dans l’environnement lié au champ magnétique de la Terre, la magnétosphère. L’objectif principal de la mission est l’étude de la reconnexion magnétique, un processus fondamental qui permet de transférer l’énergie magnétique aux particules chargées sous forme de chauffage et d’accélération. Cadre de réalisation MMS est une mission financée par la NASA qui a sélectionné l’équipe SMART (Solving Magnetospheric Acceleration Reconnection, and Turbulence) conduite par le Southwest Research Institute (SWRI) de San Antonio (Texas) pour la mettre en œuvre. Les quatre satellites ont été construits, intégrés et testés au Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA situé à Greenbelt (Maryland). Ce centre a aussi la responsabilité des manœuvres des satellites. La planification des campagnes scientifiques et les commandes des instruments seront assurées par le centre opérationnel scientifique de la mission (SOC) géré par le Laboratory of Atmospheric and Space Physics (LASP) de l’université du Colorado à Boulder. L’équipe de la mission MMS est composée de nombreux laboratoires américains ainsi que de partenaires européens et japonais. Les laboratoires contribuant à la mesure des champs électrique et magnétique sont regroupés au sein d’un consortium « Fields » piloté par l’institute for the study of Earth, Oceans and Space de l’université du New Hampshire. Au sein de ce consortium, le Laboratoire de Physique des Plasmas (LPP, UMR7648), laboratoire mixte de recherche CNRS / Ecole Polytechnique / Sorbonne Universités UPMC / Univ. Paris Sud / Observatoire de Paris, fourni les antennes magnétiques appelées SCM (search-coil magnetometer) destinées à mesurer les champs magnétiques fluctuants, ainsi que leur logiciel de calibration. L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP, UMR 5277) de Toulouse, laboratoire mixte CNRS / Univ. Paul Sabatier, a lui participé à la réalisation d’un des instruments servant à la détection des particules chargées. Le LPP et l’IRAP participeront activement à l’analyse scientifique des résultats et à leur interprétation. Un industriel français (3D plus, Buc) a réalisé les préamplificateurs associés aux antennes magnétiques conçus au LPP. Les participations françaises ont bénéficié du soutien du CNES Objectifs scientifiques Le phénomène de reconnexion magnétique est considéré comme étant présent à différentes échelles au sein de l’univers (noyau actif de galaxie, pulsar, disque d’accrétion stellaire, éruption solaire, magnétosphère planétaire, ...). Il est un des mécanismes possibles pour transférer l’énergie du champ magnétique aux particules chargées sous forme d’énergie thermique (chauffage) et cinétique (accélération). Il joue un rôle crucial dans les échanges d’énergie entre le Soleil et notre planète. Il est aussi étudié en laboratoire notamment dans le contexte des recherches sur la stabilité du confinement du plasma par le champ magnétique utilisé dans les réacteurs de fusion (tokamaks). Par ailleurs, de nombreuses études théoriques et numériques sont menées, notamment au LPP et à l’IRAP, pour mieux comprendre ce phénomène. L’objectif de MMS est d’étudier in situ la reconnexion magnétique, l’accélération des particules et la turbulence plasma à l’échelle des électrons dans la magnétosphère terrestre. Dans ce milieu, les collisions entre particules sont si rares qu’elles ne peuvent assurer la dissipation d’énergie nécessaire au mécanisme de reconnexion magnétique. A l’instar de la mission européenne Cluster, les quatre satellites de la mission MMS évolueront en formation tétraédrique et fourniront des mesures tri-dimensionnelles du plasma et des champs électromagnétiques. Grâce à des mesures des particules de très haute résolution temporelle (30 ms pour les électrons et 150 ms pour les ions) et à des distances inter-satellites de l’ordre de 10 à 100 km, la mission MMS permettra de suivre la dynamique rapide des électrons et de comprendre leur rôle dans le processus de reconnexion magnétique et de libération brutale d’énergie dans les plasmas chauds astrophysiques et de laboratoire. Contact : Olivier Le Contel (Responsable scientifique SCM, [email protected] Paul Leroy (Responsable technique SCM), [email protected]