Comment la NASA gère la `` bosse '' du champ magnétique terrestre

La Terre est un énorme aimant, son noyau riche en fer créant un bouclier de champ magnétique qui enveloppe la planète - enfin, presque. Une "bosse" dans ce champ magnétique connu sous le nom d'anomalie de l'Atlantique Sud permet aux particules chargées du soleil de plonger plus près de la planète dans une zone au-dessus de l'Amérique du Sud et de l'océan Atlantique Sud. 

Ces particules, à tout le moins, peuvent gâcher les instruments dans l'espace. Les scientifiques de la NASA et autres chercheurs n'ont donc pas d'autre choix que de s'adapter à ce hoquet du champ magnétique, d'éteindre les instruments satellites qui passent par la SAA et d'accepter la perte de certaines données sur les instruments à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Ils surveillent également de près la SAA, selon un nouvel article du Goddard Space Flight Center de la NASA..

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"Même si le SAA évolue lentement, il subit un changement de morphologie, il est donc également important que nous continuions à l'observer", a déclaré Terry Sabaka, géophysicien à Goddard dans le Maryland.. 

L'anomalie

Le champ magnétique terrestre est le produit de son noyau externe riche en fer, qui crée le champ lorsqu'il tourbillonne autour du noyau interne. Le champ empêche l'atmosphère terrestre d'être lentement dépouillée par les particules chargées du soleil. Il protège également les équipements électroniques sur Terre de ce même bombardement. 

Normalement, les particules du soleil sont soit déviées par le champ, soit piégées dans deux zones appelées les ceintures de Van Allen, qui permettent aux particules à moins de 644 kilomètres environ de la surface de la Terre. Cela offre beaucoup d'espace pour protéger la planète et ses satellites lancés par l'homme. L'ISS, par exemple, orbite à environ 350 km au-dessus de la surface de la Terre.

Mais le champ magnétique s'affaiblit, faisant penser à certains scientifiques qu'il pourrait être sur le point de s'inverser, échangeant ses pôles nord et sud. (Alternativement, il pourrait passer par une phase de faiblesse puis se renforcer à nouveau, comme cela s'est produit dans le passé.) Le point zéro de cet affaiblissement semble être l'anomalie de l'Atlantique Sud, un endroit étrange de faiblesse particulière qui s'étend entre l'Amérique du Sud et l'Afrique. La zone change, des recherches récentes suggérant qu'elle développe non pas un, mais deux points bas séparés. 

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Déjà, les satellites qui traversent la SAA doivent le faire avec de nombreux instruments sensibles éteints, selon Goddard. Lorsque l'ISS le traverse, certains des instruments de la station spatiale sont vulnérables aux «blips» causés par une plus grande exposition aux particules solaires. La mission Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI), par exemple, subit une réinitialisation de l'alimentation environ une fois par mois et perd à chaque fois quelques heures de données grâce au SAA.

Heureusement, "ces événements ne causent aucun dommage à GEDI", a déclaré Bryan Blair, chercheur principal adjoint de la mission et scientifique des instruments lidar à Goddard, dans l'article de l'agence.. 

Suivi des changements

Les scientifiques de Goddard et leurs collègues du monde entier gardent un œil sur la SAA, à la fois pour s'assurer que leurs opérations sont protégées de ses effets et pour essayer de comprendre comment l'anomalie va changer à l'avenir..

En utilisant les données de SAMPEX (le Solar Anomalous and Magnetospheric Particle Explorer), un satellite qui a été lancé en 1992 et a collecté des données jusqu'en 2012, les chercheurs de Goddard ont appris que la SAA dérive légèrement vers l'ouest, résultats publiés dans la revue Space Weather en 2016. The European Space L'Agence (ESA) a lancé un ensemble de satellites connus sous le nom de Swarm en 2013 qui fournissent des observations détaillées du champ magnétique terrestre et des changements dans la SAA. Ce sont les données des satellites Swarm qui ont montré le développement de deux points de force minimale distincts dans la SAA, laissant entendre que l'anomalie pourrait se diviser en deux zones distinctes.. 

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L'analyse de ces données permet aux ingénieurs satellites de concevoir leurs satellites pour résister à la quantité de rayonnement solaire qu'ils rencontreront probablement une fois en orbite, selon Goddard. Les chercheurs combinent également les données d'observation avec des modèles de la dynamique centrale de la Terre pour essayer de prédire ce que l'anomalie fera ensuite.. 

"Ceci est similaire à la façon dont les prévisions météorologiques sont produites, mais nous travaillons avec des échelles de temps beaucoup plus longues", a déclaré Andrew Tangborn, mathématicien au laboratoire de géodynamique planétaire de Goddard, dans l'article de Goddard.. 

Pendant ce temps, des chercheurs extérieurs à la NASA s'efforcent de comprendre les liens entre le mouvement du noyau externe et les caractéristiques du champ magnétique qu'il produit. Des chercheurs de l'Université de Liverpool en Angleterre ont récemment rapporté que des roches volcaniques fabriquées à partir de lave qui ont éclaté il y a longtemps sur l'île atlantique de Sainte-Hélène présentent des anomalies magnétiques datant de 8 à 11,5 millions d'années, suggérant que cette région de l'Atlantique Sud L'anomalie est instable depuis des millions d'années.