Swarm

Swarm

Mission de l'Agence spatiale européenne (ESA) destinée à l'étude du champ magnétique

Aperçu de la mission

Swarm est l'une des missions de l'initiative Earth Explorer Opportunity, qui s'inscrivent dans le Programme-enveloppe d'observation de la Terre (EOEP) de l'ESA. Elle a pour objectif de mesurer avec précision les champs magnétiques générés par le noyau, le manteau, la croûte, les océans, l'ionosphère et la magnétosphère de la Terre. En étudiant les complexités du champ magnétique qui protège la Terre, Swarm nous en apprendra davantage sur les nombreux processus naturels, par exemple ceux qui prennent naissance dans les profondeurs de la Terre et qui entraînent la géodynamo et sur la météo spatiale découlant de l'activité solaire. La mission nous aidera également à mieux comprendre pourquoi le pôle magnétique nord se déplace constamment et pourquoi le champ magnétique s'affaiblit.

Swarm est la première mission de l'ESA qui repose sur une constellation de satellites d'observation de la Terre. Les trois satellites, tous identiques, seront lancés en orbite basse quasi polaire à bord d'un même et unique lanceur, à partir de la Russie. La durée prévue de la mission est de quatre ans.

Participation du Canada à la mission Swarm

En vertu de l'Accord de coopération Canada-ESA, le Canada est un État participant du EOEP de l'ESA et il contribue financièrement à ce programme. Grâce à cette entente, les organismes canadiens peuvent présenter des soumissions et obtenir des contrats leur permettant de participer à l'élaboration et au déroulement de missions menées par l'ESA dans le cadre de son EOEP, par exemple Swarm. Cette collaboration procure également au Canada un accès aux données obtenues grâce à ces missions.

Dans les années 1990, l'Agence spatiale canadienne (ASC) a appuyé les recherches sur l'ionosphère menées par l'Université de Calgary, au cours desquelles un premier instrument de mesure des champs électriques a pu être mis à l'essai à bord d'une fusée suborbitale. Après plusieurs années de travail, la technologie de l'instrument canadien de mesure des champs électriques (EFI) a considérablement évolué et l'EFI est maintenant prêt à s'élancer dans l'espace et à répondre aux exigences rigoureuses de la mission Swarm.

EFI canadien

Les satellites de la mission Swarm transportent une gamme complète d'instruments de nouvelle génération issus de l'expertise technologique européenne et canadienne. Ces instruments recueilleront des données extrêmement précises et contribueront à accroître nos connaissances sur le champ magnétique de la Terre. L'un d'eux, l'EFI canadien, a été construit par l'entreprise canadienne COM DEV en vertu d'un contrat avec l'ESA. Avec l'appui financier de l'ASC, des chercheurs de l'Université de Calgary ont travaillé en étroite collaboration avec les ingénieurs de COM DEV afin de concevoir les imageurs d'ions thermiques pour la mission Swarm. Cette technique mise au point à l'Université de Calgary permet d'obtenir des données tridimensionnelles sur la vitesse des flux ionosphériques. L'Université de Calgary a également créé un simulateur de vol pour les instruments, et procédé à l'étalonnage de ces derniers en plus de les soumettre à des essais sous vide.

Installé sur le devant de chaque satellite, l'EFI canadien mesure la densité du plasma et la vitesse des vents ionosphériques en haute résolution afin de caractériser le champ électrique qui entoure la Terre. Il est doté du nouvel imageur à ions thermiques mis au point par l'Université de Calgary. Le Swedish Institute of Space Physics, pour sa part, a développé un concept unique pour les capteurs de la sonde de Langmuir, laquelle mesure la densité et la température des électrons ainsi que le potentiel électrique du satellite.

Outre son rôle à titre de principal établissement de recherche pour l'EFI canadien, l'Université de Calgary, avec l'appui de l'ASC, participera activement à la mission en veillant à ce que les instruments soient correctement étalonnés et qu'ils fonctionnent de façon optimale. Les scientifiques canadiens utiliseront les mesures recueillies par l'EFI canadien pour mieux comprendre les processus qui ont cours dans l'ionosphère, les répercussions de la météo spatiale sur le plasma entourant la Terre et l'incidence que ces phénomènes peuvent avoir sur notre vie quotidienne.

Le Centre canadien de prévisions météorologiques spatiales, une division de Ressources naturelles Canada, a développé un logiciel de cartographie de la vitesse du flux de plasma. Ce logiciel permet de créer des cartes de l'ionosphère en combinant les mesures à grande échelle prises à partir du sol et les données précises recueillies par l'EFI canadien depuis l'espace dans le cadre de la mission Swarm. La recherche effectuée au Canada aux fins de la mission ouvre donc de nouvelles perspectives pour ce projet de l'ESA qui, au départ, visait uniquement la mesure du champ magnétique.