SMILE : comment l’ESA et la Chine cartographient le bouclier magnétique de la Terre

Après cette première insertion en orbite basse, le satellite effectue plusieurs manœuvres pour rejoindre son orbite scientifique très elliptique, depuis laquelle il réalisera ses observations.

Pourquoi la mission SMILE est importante

Les phénomènes de météorologie spatiale — provoqués par l’activité solaire — peuvent perturber les satellites, les communications radio, les systèmes de navigation ou même les réseaux électriques.

Jusqu’à présent, les scientifiques disposaient surtout de mesures locales réalisées par des satellites traversant la magnétosphère. Il manquait une vision globale de la manière dont le vent solaire modifie les frontières du champ magnétique terrestre.

SMILE comble cette lacune en combinant imagerie globale et mesures in situ au même moment. Les chercheurs peuvent ainsi relier directement les conditions du vent solaire aux changements observés dans la magnétosphère et aux aurores.

L’une des innovations majeures est l’utilisation de l’imagerie en rayons X mous. Ces rayons X sont produits lorsque des ions énergétiques du vent solaire entrent en collision avec des atomes neutres autour de la Terre. Cette technique permet de visualiser des structures comme la magnétopause et la magnétogaine, auparavant étudiées uniquement par des mesures ponctuelles lors du passage d’un satellite.

Les quatre instruments scientifiques

Pour atteindre ses objectifs, SMILE emporte quatre instruments principaux qui fonctionnent de manière complémentaire.

SXI – Soft X‑ray Imager
Un télescope à large champ qui cartographie la magnétosphère en rayons X mous. Il révèle la forme et les mouvements de la magnétopause lorsque le vent solaire frappe le champ magnétique terrestre.

UVI – Ultraviolet Imager
Une caméra ultraviolet qui observe l’ovale auroral dans l’hémisphère Nord et suit l’évolution des aurores en fonction de l’énergie injectée par le vent solaire.

LIA – Light Ion Analyzer
Cet instrument mesure les propriétés du plasma — densité, vitesse et température — des ions légers présents dans le vent solaire et l’environnement magnétosphérique.

MAG – Magnetometer
Un magnétomètre qui enregistre les variations du champ magnétique autour du satellite, aidant à comprendre comment la pression du vent solaire modifie la structure de la magnétosphère.

En combinant ces données, les scientifiques peuvent relier les images globales du système magnétique terrestre aux mesures directes du plasma et du champ magnétique.

Une orbite conçue pour observer la magnétosphère

La mission utilise une orbite fortement elliptique spécialement choisie pour l’étude de la magnétosphère.

Caractéristiques principales :

• Périgée : environ 5 000 km d’altitude
• Apogée : environ 121 000 km, soit près d’un tiers de la distance Terre‑Lune
• Période orbitale : environ 51 heures
• Inclinaison : environ 70° à 98° selon les conditions de lancement

Cette trajectoire permet à la sonde de passer la majorité de son temps à haute altitude. Depuis cette position privilégiée, elle peut observer de larges régions de la magnétosphère et des aurores pendant plus de 40 heures d’observations continues par orbite.

Une collaboration entre l’Europe, la Chine et le Royaume‑Uni

SMILE représente l’une des collaborations scientifiques spatiales les plus importantes entre l’Europe et la Chine.

La mission est organisée autour d’un partage clair des responsabilités :

• L’ESA fournit le module de charge utile, le lanceur et les installations d’intégration et de tests du satellite.
• L’Académie chinoise des sciences (CAS) fournit la plateforme du satellite, le module de propulsion et assure les opérations de mission.
• Le Royaume‑Uni joue un rôle scientifique majeur, notamment via l’Université de Leicester, qui a développé l’imageur en rayons X SXI et héberge un centre de données de la mission.

Cette coopération internationale rassemble des compétences complémentaires en ingénierie spatiale, instrumentation et analyse scientifique.

Calendrier de la mission et durée prévue

La mission SMILE a été officiellement approuvée par le Science Programme Committee de l’ESA en 2015.

Après son lancement en mai 2026, la sonde entre dans une phase de mise en service et de calibration des instruments. Les premières données scientifiques régulières sont attendues plus tard en 2026, une fois ces vérifications terminées.

La mission scientifique principale est prévue pour environ trois ans, avec la possibilité d’une extension si le satellite reste opérationnel.

Ce que les scientifiques espèrent découvrir

SMILE doit aider à répondre à plusieurs questions fondamentales :

• Comment la magnétosphère réagit aux variations du vent solaire.
• Comment l’énergie provenant du Soleil déclenche aurores et tempêtes géomagnétiques.
• Comment les frontières du champ magnétique terrestre se déplacent lors des perturbations solaires.

En observant ces phénomènes à l’échelle globale tout en mesurant l’environnement spatial local, SMILE pourrait fournir l’image la plus complète à ce jour du fonctionnement du bouclier magnétique qui protège la Terre — et améliorer les modèles utilisés pour prévoir les effets des tempêtes solaires sur nos technologies spatiales et terrestres.