SHM/CNES AO Météorologie de l espace - SSA. F. Leblanc Pour le groupe SHM du CNES

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Viviane Plamondon
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2 SHM/CNES AO Météorologie de l espace Soleil Espace interplanétaire Magnétosphère, ceintures de radiation Ionosphère, thermosphère Aurores polaires Impacts Trou coronal Ejection coronale de masse (CME) Eruption solaire (solar flare) Région active Plasma (vent solaire) Particules énergétiques Rayons UV Rayons X 13 h 4 j ~ 1 h Particules énergétiques Orage magnétique Courants induits Dissipation d énergie du courant Chauffage (expansion) Collision entre atomes Ionisation Réseaux électriques, pipelines Navigants, passagers, astronautes Avionique satellite et lanceur Avionique aéronef, électronique et radar Orbitographie Communications HF, VHF, UHF D après le rapport GTME (2016) Ondes radio (1-2 GHz) Positionnement, navigation

SHM/CNES AO Météorologie de l espace Soleil Trou coronal

(CPHT/X) Modélisation de la couronne solaire au dessus des zones

3 SHM/CNES AO Météorologie de l espace Soleil Trou coronal Ejection coronale de masse (CME) Eruption solaire (solar flare) Région active Brun et al. (AIM/CEA) Prédiction du cycle solaire & éruption Amari et al. (CPHT/X) Modélisation de la couronne solaire au dessus des zones actives et prédiction CME Aboudarham et al. (Obs. Paris) ECHO Détection automatique de structures sur le Soleil

(IRAP) Vers un modèle MHD des régions actives à la Terre Dudok De Wit et al.

4 SHM/CNES AO Météorologie de l espace Soleil Trou coronal Ejection coronale de masse (CME) Eruption solaire (solar flare) Espace interplanétaire Plasma (vent solaire) Particules énergétiques Rayons UV Pinto et al. (IRAP) Vers un modèle MHD des régions actives à la Terre Dudok De Wit et al. (LPC2E) Indices solaire et prédiction de l irradiance solaire Klein et al. (Obs. Paris) Radiohéliographe de Nancay Région active Rayons X Ondes radio (1-2 GHz) FEDOME

13 h 4 j ~ 1 h Magnétosphère, ceintures de radiation Orage magnétique Particules énergétiques Fontaine et al.

5 SHM/CNES AO Météorologie de l espace Soleil Trou coronal Ejection coronale de masse (CME) Eruption solaire (solar flare) Région active Espace interplanétaire Plasma (vent solaire) Particules énergétiques Rayons UV Rayons X Ondes radio (1-2 GHz) 13 h 4 j ~ 1 h Magnétosphère, ceintures de radiation Orage magnétique Particules énergétiques Fontaine et al. (LPP) Propagation de CME et géoeffectivité Bourdarie et al. (ONERA) Propagation de CIRS (STORMS), orage magnétique et ceinture de radiation

SHM/CNES AO Météorologie de l espace Soleil Trou coronal Ejection coronale de masse (CME) Eruption solaire (solar flare) Région active Espace interplanétaire Plasma (vent solaire) Particules

6 SHM/CNES AO Météorologie de l espace Soleil Trou coronal Ejection coronale de masse (CME) Eruption solaire (solar flare) Région active Espace interplanétaire Plasma (vent solaire) Particules énergétiques Rayons UV Rayons X Ondes radio (1-2 GHz) 13 h 4 j ~ 1 h Magnétosphère, ceintures de radiation Particules énergétiques Orage magnétique Ionosphère, thermosphère Aurores polaires Courants induits Chauffage (expansion) Collision entre atomes Ionisation Bruisnma al. (GET/CNES) Modèle DTM de la thermosphère Marchaudon et al. (IRAP) Modélisation 3D de la thermosphère Briand et al. (Obs. Paris) Rôle de l ionosphère sur la thermosphère et effet sur les débris

7 SHM/CNES AO Météorologie de l espace Conclusions sur l APR AO météorologie de l espace: un succés (plus de 15 réponses) Sera renouvelée l année prochaine - Nous a permis d avoir une vue de la communauté française La France couvre la plupart des expertises nécessaies Une structure nationale serait extrêmement bénéfique à notre communauté (PTN?) - De plus le support aux projets sol ne rentre pas dans l APR CNES Une coordination INSU/CNES sur ces activités est nécessaire

8 Space Situational Awareness: GTME/CNES Objectifs Description et classification des événements solaires, y compris extrêmes, et leurs probabilités d occurrence ; Définition de la météorologie de l espace au service des utilisateurs nationaux ; Etat des lieux des capacités dans le monde, en Europe et en France ; Impacts sur les systèmes nationaux (cf. planche suivante) Evaluation et hiérarchisation des besoins des utilisateurs nationaux ; Rôles de l ESA et de l Union Européenne ; 22+1 recommandations 1 conclusion générale sur un comité de coordination

9 Space Situational Awareness: GTME/CNES Recommandation générale Le GTME recommande de mettre en place un comité de coordination à un niveau interministériel (a priori sous pilotage SGDSN) en météorologie de l espace en France. Un tel comité de coordination pourrait servir de lieu d échange entre les utilisateurs, les opérateurs/industriels et les scientifiques en général. Ce comité de coordination pourrait se réunir pour : Echanger sur des analyses post-événements, qu ils aient eu un impact en France ou non Mettre en place un registre national facilitant l identification et l analyse de futurs incidents attribuables à la météorologie de l'espace Proposer des actions prioritaires de recherche applicative et innovante en météorologie de l espace Analyser la vulnérabilité des grands systèmes vitaux face aux événements extrêmes et proposer si nécessaire des mesures de résilience associées Piloter la rédaction d une éventuelle stratégie nationale de sécurité en météorologie de l espace

10 Space Situational Awareness: GTME/CNES Recommandation R1 du groupe science PNST Stimuler une recherche applicative et innovante en météorologie de l espace en France et en Europe Coopération étroite scientifique utilisateurs opérateurs en France Les analyses post-événement en météorologie de l espace; La caractérisation des événements extrêmes; L amélioration de la prévision de la densité atmosphérique utile à l orbitographie; La mise en place d un modèle global de couplage Soleil-vent solaire-magnétosphèreionosphère-thermosphère permettant de prévoir les phénomènes solaires et leurs impacts sur les systèmes opérationnels ; L'adaptation des modèles scientifiques vers des outils robustes en vue d'une utilisation opérationnelle. Actions Associer communauté scientifique, opérateurs, utilisateurs à la définition des axes prioritaires Intégrer le thème météorologie de l espace aux activités CCT (Communauté des Compétences techniques) du CNES

11 Space Situational Awareness: GTME/CNES Recommandation R2 du groupe science PNST Développer des outils d analyse post-événement et de prévision de météorologie de l espace au travers des pôles thématiques CDPP et MEDOC dans le cadre du programme SSA de l ESA Participation des pôles thématiques CDPP et de MEDOC au programme SSA de l ESA dès le début de la période 3 Développement d outils d analyse post-événement adaptation de modèles en vue d une utilisation opérationnelle détections et suivis automatisés (structures solaires, ) Actions Associer les représentants de MEDOC et CDPP à la définition d un positionnement dans le programme SSA de l ESA en préparation de la conférence ministérielle de fin 2016 Consolider et développer des services à valeur ajoutée autour des outils de modélisation

12 Space Situational Awareness: GTME/CNES Recommandation R3 du groupe science PNST Privilégier dans le cadre du programme SSA de l ESA une stratégie de coopération internationale sur les missions spatiales dédiées en L1 ou L5 basée sur une participation instrumentale de l Europe rôle actif de la France dans les réflexions stratégiques en météorologie de l'espace et dans les développements et choix du programme SSA/ESA coopération internationale avec les Etats-Unis, ou toute autre opportunité offerte par l ESA, dans le cadre d une mission spatiale dédiée SSA L1 ou L5 participation française (recherche, opérateur, industrie, utilisateurs) à la définition et la réalisation d une telle mission Actions Associer la communauté scientifique (SHM), opérateurs/industriels et utilisateurs concernés, à la définition d une mission dédiée SSA en L1 ou L5, si elle était décidée à l horizon 2020

13 Space Situational Awareness: GTME/CNES Recommandation R4 du groupe science PNST Elaborer un catalogue d instruments bord et sol français adaptés a des missions SSA d alerte opérationnelle de météorologie de l espace et considérer une valorisation de ce catalogue catalogue détaillé des instruments spatiaux (disponibles ou en développement) adaptables aux missions SSA, considérer la valorisation de quelques instruments prioritaires catalogue des moyens sol, optimisation de leur utilisation par des actions nationales d observation INSU inclure les moyens sols français dans le cadre SSA Actions catalogue des instruments bord français (groupe SHM) : type de mesures, compétences laboratoires, niveau TRL, niveau performances (utilisation adaptée à un système d alerte opérationnelle de météorologie de l espace) actions nationales d'observation (INSU) pour optimiser l utilisation des moyens sols approche concertée CNES - CNRS/INSU sur les instruments au sol vers SSA

14 Space Situational Awareness Recommandation du CPS du 21/09/2016 Le CPS a discuté de l élément Space Weather (SWE) du programme Space Situational Awareness (SSA) de l ESA. Le CPS endosse la recommandation du CERES d une participation à un niveau modeste qui permettrait de valoriser l expertise française dans le domaine de la physique solaire et des relations Soleil-Terre, et en particulier la prise en compte des pôles de données CDPP et MEDOC par ce programme de l ESA.

15 Space Situational Awareness CONCLUSIONS Le groupe SHM/CNES et le PNST ont toujours demandé à Intégrer le programme SSA dès le volet 3 (2017) Le CPS a enfin officiellement soutenu cette demande Mais les questions budgétaires n ont pas été abordées La ministérielle de décembre 2016 sera décisive

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