Les liens de la météorologie spatiale avec la plasmasphère
La ceinture de radiation Van Allen extérieure est bien plus dynamique que la ceinture intérieure. Elle est facilement affectée par les tempêtes solaires qui touchent la magnétosphère de la Terre. À ces moments, la densité d'électrons haute énergie et de protons peut varier de plusieurs ordres de grandeur. Lors de ces tempêtes dites géomagnétiques, les actifs spatiaux tels que les satellites sont en danger. Les ceintures de radiation se chevauchent avec la plasmasphère, une zone en forme de donut de particules à basse énergie qui tourne autour de la Terre. Des scientifiques financés par l'UE ont lancé le projet PLASMON (A new, ground based data-assimilative modeling of Earth's plasmasphere - A critical contribution to radiation belt modeling for space weather purposes) à des fins de météorologie spatiale de la plasmasphère dans la dynamique des ceintures de radiation. La plasmasphère détermine la croissance et la propagation des ondes de plasma responsables de l'énergisation des ceintures de radiation et des pertes de particules via l'interaction onde-particules. Les scientifiques de PLASMON ont essayé d'identifier et de contrôler la manière dont les deux populations de particules interagissaient via des mesures réalisées par des magnétomètres au sol. L'Automatic Whistler Detector and Analyzer Network (AWDANet) a été étendu et amélioré par des capacités d'inversion des siffleurs et peut maintenant proposer des densités d'électrons plasmasphériques quasi en temps réel. En outre, les réseaux de magnétomètre actuels MM100 et SEGMA ont été étendus avec de nouvelles stations en Croatie, en Lituanie, en Namibie, en Pologne et en Slovaquie, formant l'European Magnetometer Network (EMMA) obtenant des densités de masse plasmatiques par des résonances de ligne de champ (Field Line Resonances, FLR). Des données complémentaires très précises récoltées au même moment et à différents endroits ont permis de révéler des changements dans les densités dans la plasmasphère. Ces mesures ne couvrent toutefois que partiellement la plasmasphère. Les scientifiques de PLASMON ont eu besoin d'une carte globale de la densité de plasma dans le temps et l'espace pour déterminer l'effet des interactions vague-particule sur la dynamique des ceintures de radiation. Les données ont dès lors été intégrées dans un modèle numérique de la plasmasphère avec des programmes d'assimilation des données de pointe. Ce modèle de la plasmasphère basé sur la physique, alimenté en permanence avec de nouvelles mesures, a été utilisé pour identifier des structures à l'intérieur ou à l'extérieur de la plasmapause susceptibles d'entraîner davantage de pertes d'électrons. Les scientifiques du projet PLASMON ont contrôlé la précipitation relativiste des électrons au cours de périodes d'activité géomagnétique élevée à l'aide de la perturbation des transmetteurs VLF militaires. La présence des ceintures de radiation est un facteur clé dans la conception et le fonctionnement de tous les avions en orbite terrestre basse, ainsi qu'un risque naturel pour les astronautes. Des prévisions précises de la dynamique des ceintures étaient l'un des objectifs principaux du projet PLASMON, et cela a été réalisé par une meilleure compréhension de la physique sous-jacente.
Mots‑clés
Météorologie spatiale, plasmasphère, Van Allen ceintures de radiation, siffleur, FLR, assimilation de données, émetteur très basse fréquence, activité géomagnétique
