Sur notre planète, chaque jour, nous vaquons à nos occupations sans se douter du combat de titans qui se déroule au-dessus de nos têtes.
Cette lutte à finir a lieu entre le rayonnement du Soleil (source de dangereux orages spatiaux) et la magnétosphère terrestre (un bouclier invisible qui recouvre notre planète et la protège d'une réelle catastrophe).
Sans ce bouclier, tous les éléments clés de la technologie moderne seraient gravement endommagés ou même détruits. Plus important encore, ce bouclier magnétique invisible empêche l'énergie solaire d'évaporer les océans et de dissiper l'atmosphère terrestre, source de toute vie. On aura compris que les enjeux sont très élevés.
Si élevés que des chercheurs du Groupe de physique spatiale de l'Université de l'Alberta se sont engagés à mettre au point des modèles informatiques perfectionnés et des techniques de visualisation et de simulation pour mieux comprendre le milieu spatial près de la surface terrestre. Et mieux saisir la relation complexe et mystérieuse entre le Soleil et la Terre.
Dirigé par le Dr Robert Rankin professeur de physique spatiale, ce groupe de l'Université de l'Alberta utilise diverses nouvelles installations appuyées par la FCI — dont le Réseau auroral canadien pour l'observation des plasmas dans la haute atmosphère et dans l'espace (ou CANOPUS, pour Canadian Auroral Network for the OPEN Program Study) et le nouveau Centre multimédia d'informatique avancée (MACI) — pour élucider la dynamique et les mystères de la météo spatiale. Ils visent ainsi à mettre au point de nouvelles techniques de prévisions météorologiques spatiales dans le but de limiter les dommages infligés par les orages spatiaux à la magnétosphère et à la technologie humaine. Selon le Dr Rankin, « nous en savons assez sur les éléments du système interactif (Terre-Soleil) pour concevoir des modèles informatiques capables de fournir beaucoup d'informations utiles. Éventuellement, ces modèles pourraient nous permettre de prévoir les effets d'une éruption solaire sur les satellites et les technologies terrestres dont nous avons absolument besoin. »
Toujours d'après le Dr Rankin, les pannes électriques, le dérapage des systèmes mondiaux de localisation (GPS) ou encore les pannes des satellites de communication sont tous dus aux changements nuisibles de la météo spatiale et aux fortes variations des flux d'énergie causés par ces changements. Ces orages dans le milieu spatial qui entoure la Terre sont provoqués par l'arrivée de puissantes particules d'énergies éjectées lors d'une éruption solaire et qui se propagent dans l'espace en interagissant avec le champ magnétique terrestre.
Retombées
Les chercheurs se servent des installations de calcul du Groupe de physique spatiale de l'Université de l'Alberta pour mieux comprendre les tempêtes spatiales et les orages locaux qu'elles provoquent.
Ces orages peuvent avoir un impact direct sur des technologies et des infrastructures vitales. Ils peuvent bombarder de leurs électrons dévastateurs des satellites de communication fragiles, les endommager gravement, même les détruire.
Sur Terre, ces orages peuvent provoquer d'énormes décharges électriques, qui passent de la haute atmosphère aux réseaux électriques terrestre, surchargeant les transformateurs électriques et provoquant des pannes dans de vastes régions.
Le Dr Robert Rankin et son équipe de chercheurs au sein du Groupe de physique spatiale de l'Université de l'Alberta veulent mettre au point de nouveaux modèles informatiques de la magnétosphère. Ces simulations informatiques permettent de reproduire les nombreuses ondes et surcharges électriques qui se produisent près de la Terre et à des milliers de kilomètres dans l'espace quand le vent solaire secoue la magnétosphère, comme un ouragan agite l'océan. Ces interactions qui affectent la météo spatiale jouent un rôle important dans la météo terrestre. Elles constituent la principale menace, à l'exception des météorites, à laquelle nos technologies spatiales sont exposées.
Ces modèles informatiques visent à améliorer la prévision des orages spatiaux pour donner le temps aux utilisateurs de satellites et de réseaux électriques de fermer les « volets électroniques » avant que ne frappe la tempête.
En raison de la situation géographique du Canada, près du Pôle Nord, ces chercheurs et leurs partenaires internationaux sont aux premières loges pour observer les conséquences les plus spectaculaires du combat entre la Terre et le Soleil—combat dont la manifestation la plus visible est l'aurore boréale. Armés d'un savoir-faire impressionnant et d'une grande crédibilité, ces scientifiques canadiens jouent un rôle important et exceptionnel dans les programmes internationaux en développement dans le domaine de la météo spatiale, notamment aux É.-U., en Europe et au Japon.
Partenaires
L'expertise scientifique Canadienne joue un rôle important et exceptionnel au niveau international dans les instituts de recherche en météo spatiale qui voient le jour notamment aux É.-U., en Europe et au Japon.
Le Groupe de physique spatiale de l'Université de l'Alberta ne fait pas exception à cette règle et il participe activement à de nombreux organismes et projets de recherche géospatiaux.
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Le Réseau auroral canadien pour l'observation des plasmas dans la haute atmosphère et dans l'espace (ou CANOPUS, pour Canadian Auroral Network for the OPEN Program Study) est un système de cueillette et d'analyse de données qui constitue la contribution canadienne au Programme international de physique Soleil-Terre (ISTP). Le programme CANOPUS connaît actuellement une transformation majeure en devenant le Programme canadien de suivi géospatial (Canadian Geospace Monitoring ou CGSM). Celui-ci comprend la participation de cinq universités canadiennes, de deux agences gouvernementales et de plusieurs partenaires internationaux, dont la NASA et l'Agence spatiale européenne.
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Appelée SuperDARN (Super Dual Auroral Radar Network), cette installation est un réseau international de paires de radars à haute fréquence pour l'étude de l'ionosphère. Ce réseau couvre presque toutes les zones polaires dans l'Arctique et l'Antarctique et peut transmettre ses données en temps réel dans le monde entier, une condition essentielle à la prévision de la météo spatiale.
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La Batterie septentrionale d'instruments Soleil-Terre (NORSTAR) est un projet de recherche qui porte sur l'étude des processus auroraux à grande échelle. Les observations au sol de ce type permettent d'atteindre une meilleure résolution - et ce, à une fraction du coût - que les systèmes globaux d'imagerie par satellite. Ce réseau d'instruments est également un système très utile pour les observations locales dans le Nord du Canada.
