Raffaele Marino, chargé de recherche au CNRS auprès du LMFA (Laboratoire de Mécanique des Fluides et d'Acoustique) a été nommé en novembre dernier co-investigator (coordinateur des activités scientifiques) de la mission spatiale Solar Orbiter de l'ESA (Agence Spatiale Européenne), une sonde qui va étudier la turbulence dans les plasmas spatiaux.
La mission Solar Orbiter appartient au programme Cosmic Vision 2015-2025 de l’ESA. Le satellite sera lancé par la NASA en 2020, pour une durée initiale de sept ans, qui pourra être prolongée jusqu’à 10 ans. Il s’approchera au plus près du soleil, à « seulement » 62 rayons solaires, soit quelques 42 millions de km, afin d’étudier son atmosphère et observer l’astre avec une résolution jamais atteinte auparavant. À la clé : la possibilité de percer les secrets du vent solaire.
Ce souffle de particules chargées électriquement, continuellement émis par le soleil, est un plasma naturel qui envahit tout l'espace entre les planètes et développe une forte turbulence. Dix instruments ont été développés et seront intégrés à ce satellite modulaire pour effectuer différents types de mesures. Huit ont été conçus par les partenaires de l’ESA dont le CNES (Centre national d’études spatiales) et deux autres par la NASA.
Observer les mystères du milieu interplanétaire
L’équipe internationale dont Raffaele Marino fait partie a développé l’un de ces outils. SWA (Solar Wind Analyser) sera plus spécifiquement chargé d’étudier la dynamique turbulente du plasma dans le milieu interplanétaire. « C’est un projet très ambitieux dans lequel je suis impliqué depuis 2010, d'abord en tant que post-doc, et maintenant avec un rôle officiel de coordination des activités scientifiques. Ce programme va s’étaler sur trente ans, de la conception à la finalisation de l’instrument et à l’analyse des données », explique le docteur en physique.
Solar Orbiter représente une opportunité unique d’observer à la fois les mystères du milieu interplanétaire mais aussi de comprendre le phénomène fondamental de la dynamique non-linéaire des plasmas (tels que les Tokamak de dernière génération, chambres toriques de confinement magnétique destinées à l'étude des plasmas). « Il est extrêmement difficile de générer du plasma en laboratoire, principalement à cause du problème de confinement. Grâce à Solar Orbiter, il sera possible d'observer le plasma comme s'il s'agissait d'un vent dans une soufflerie, ce qui ne serait pas possible en laboratoire, du fait de la difficulté à reproduire les conditions de vide et la très haute température du plasma », poursuit Raffaele Marino.
Après des études supérieures de physique en Italie puis en France, Raffaele Marino a travaillé jusqu’en 2015 aux États-Unis, au National Center for Atmospheric Research (Boulder) et à l’Université de Californie (Berkeley). Avant de rejoindre le LMFA en 2016 comme chargé de recherche au CNRS, Raffaele Marino a travaillé en tant que Marie Curie fellow à l’École Normale Supérieure de Lyon.
Un nouveau projet, Debye, auquel le docteur en physique participera aussi en tant que co-investigateur, vient de passer la première étape du processus d’approbation de l’ESA « F CLASS missions ». Ce projet consiste en une constellation de quatre satellites (un satellite principal et trois petits « cubesats ») qui orbiteront autour du « point de Lagrange L2 », situé à 1,5 millions de km de la Terre. L’objectif de cette mission est d’étudier les mécanismes de dissipation de l’énergie à petite échelle dans le plasma.
