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Où l'espace commence-t-il?

Des chercheurs de l'Université de Calgary situent précisément la limite entre l'atmosphère et l'espace

Des chercheurs de l'Université de Calgary ont élaboré un nouvel instrument capable de localiser, avec un niveau de détails sans précédent, l'endroit où les vents plutôt calmes de l'atmosphère terrestre laissent place aux salves beaucoup plus violentes de particules chargées d'origine spatiale (ces flux de particules peuvent atteindre une vitesse supérieure à 1 000 km/h).

L'instrument, appelé Imageur d'ions suprathermiques, a été lancé à bord de la fusée JOULE-II, le 19 janvier 2007. Il s'est élevé jusqu'à une altitude d'environ 200 kilomètres au-dessus du niveau de la mer et il a recueilli des données pendant les cinq minutes où il s'est trouvé à la « limite de l'espace ».

Les données fournies par l'Imageur d'ions suprathermiques ont permis de déterminer que l'espace commence à 118 km au-dessus de la Terre. Les résultats de cette mission ont été récemment publiés dans le Journal of Geophysical Research.

Cette capacité à recueillir des données dans cette zone en est une importante puisqu'il est très difficile d'y effectuer des mesures. Elle est située trop haut pour les ballons-sondes et trop bas pour les satellites. « Ce n'est que la deuxième fois que nous parvenons à mesurer directement le flux de particules chargées dans cette région, et c'est la première fois que tous les éléments, comme les vents de la haute atmosphère, sont pris en compte », de dire David Knudsen, professeur agrégé au Département de physique et d'astronomie de l'Université de Calgary.

« Lorsque l'on traîne un objet lourd sur une surface, l'interface chauffe. Lors de la mission JOULE-II, nous avons pu mesurer directement deux régions glissant l'une sur l'autre. L'une était l'ionosphère, mue par les courants de particules spatiales, et l'autre était l'atmosphère terrestre », mentionne David Knudsen, qui est aussi le chef de la Division de la physique spatiale du Institute for Space Imaging Sciences.

« Ces résultats nous ont permis d'examiner l'espace de plus près, ce qui constitue un avantage pour la recherche pure en sciences spatiales », souligne M. Knudsen. « Cette percée nous permet également de calculer les flux d'énergie dans l'atmosphère terrestre ce qui, au bout du compte, pourrait nous permettre de mieux comprendre l'interaction entre l'espace et notre environnement. Cela pourrait se traduire par une meilleure connaissance des liens qui existent entre les taches solaires et le cycle de réchauffement et de refroidissement du climat sur Terre et de l'incidence des événements spatiométéorologiques sur les satellites, les communications, la navigation et les réseaux d'électricité ».

L'Université de Calgary et COM DEV, un concepteur et fabricant ontarien de systèmes spatiaux de calibre mondial, ont actualisé le concept de l'Imageur d'ions suprathermiques et s'emploient maintenant à développer trois autres instruments encore plus perfectionnés qui s'envoleront pour l'espace dans le cadre de la mission satellitaire Swarm de l'Agence spatiale européenne. Cette mission, dont le lancement est prévu vers la fin de 2010, servira à la collecte de données pendant quatre ans.

L'Agence spatiale canadienne a appuyé la mise au point de l'Imageur d'ions suprathermiques embarqué à bord de JOULE-II. David Knudsen et son ancienne étudiante au doctorat Laureline Sangalli sont les principaux auteurs de l'étude intitulée « Rocket-based measurements of ion velocity, neutral wind, and electric field in the collisional transition region of the auroral ionosphere ». Parmi les autres coauteurs de l'étude, on retrouve : le scientifique en chef de la mission JOULE-II Miguel Larsen, de l'Université de Clemson, Robert Pfaff et Douglas Rowland du Goddard Space Flight Center de la NASA et T. Zhan, de Conseco Inc.