Solar wind Magnetosphere Ionosphere Link Explorer (Explorador d'Enllaços de Vent Solar de la Magnetosfera i la Ionosfera o SMILE) és una missió espacial de l'Agència Espacial Europea i l'Acadèmia Xinesa de les Ciències llançada el 19 de maig de 2026 des del Centre Espacial de Guaiana a la Guaiana Francesa. SMILE fotografiarà per primera vegada la magnetosfera de la Terra en raigs X suaus i UV durant fins a 40 hores per òrbita, millorant la comprensió de la interacció dinàmica entre el vent solar i la magnetosfera terrestre. Les principals preguntes científiques de la missió SMILE són: 1) Quins són els modes fonamentals de la interacció vent solar/magnetosfera del costat diürn? 2) Què defineix el cicle de la subtempesta? 3) Com sorgeixen les tempestes impulsades per l'ejecció de massa coronal i quina és la seva relació amb les subtempestes?
Resum La missió observarà la interacció del vent solar amb la magnetosfera amb les seves càmeres de raigs X i ultraviolat (SXI i UVI), recopilant imatges i vídeos simultanis de la magnetopausa del costat diürn (on la magnetosfera de la Terra es troba amb el vent solar), les cúspides polars (una regió a cada hemisferi on les partícules del vent solar tenen accés directe a la ionosfera de la Terra) i l'oval auroral (la regió al voltant de cada pol geomagnètic on es produeixen aurores amb més freqüència). SMILE també recopilarà simultàniament mesures in situ amb els seus dos altres instruments que formen la seva càrrega útil: un analitzador d'ions anomenat LIA. i un magnetòmetre de fluxgate anomenat MAG. Aquests instruments monitoritzaran els ions del vent solar, l'embolcall magnètic i la magnetosfera mentre detecten canvis en el camp magnètic de CC local.
SMILE ha d'arribar a una altitud prou alta per veure la vora exterior de la magnetopausa terrestre i, alhora, obtenir una bona resolució espacial de l'oval auroral. Per tant, l'òrbita escollida és molt el·líptica i molt inclinada (73 graus), i porta a SMILE un terç del camí fins a la Lluna a l'apogeu (una altitud de 121.182 km, és a dir, 19 radis terrestres o RE).
miniatura|El 21 de gener de 2025, els enginyers de l'ESA van connectar les dues parts principals de la nau espacial Smile, posant-la en la seva configuració de vol final.|450x450px miniatura|300x300px|La nau espacial Smile durant una prova del desplegament del braç del magnetòmetre Aquest tipus d'òrbita permet a SMILE passar gran part del seu temps (aproximadament el 80%, equivalent a nou mesos de l'any) a gran altitud, cosa que permet a la nau recopilar observacions contínues per primera vegada durant més de 40 h. Aquesta òrbita també limita el temps que es passa als cinturons de Van Allen d'alta radiació.
El 19 de maig de 2026, SMILE va ser llançat a l'òrbita terrestre baixa per un vehicle de llançament Vega-C des de Kourou, Guaiana Francesa. Durant el transcurs d'un mes, el seu mòdul de propulsió portarà la nau espacial a la seva òrbita nominal, una òrbita polar amb altituds d'apogeu i perigeu d'uns 121.000 km sobre el Pol Nord i 5.000 km sobre el Pol Sud, respectivament. Quan passi sobre el Pol Sud, el satèl·lit transmetrà dades a l'Estació Receptora Antàrtica Alemanya, operada pel DLR.
La nau espacial SMILE consisteix en una plataforma proporcionada per l'Acadèmia Xinesa de les Ciències (CAS) connectada sota un mòdul de càrrega útil proporcionat per l'ESA. La plataforma CAS està composta per un mòdul de propulsió i un mòdul de servei, juntament amb els dos detectors (o capçals) de l'instrument d'ions. El mòdul de càrrega útil allotja 3 dels 4 instruments científics i un sistema de comunicacions en banda X. Va ser construït per Airbus. El segment terrestre de SMILE comprèn el segment terrestre de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències (CAS) i el segment terrestre de l'Agència Espacial Europea (ESA), que col·laboren estretament en aquesta missió. El Sistema de Suport Terrestre (GSS) i el Sistema de Ciència i Aplicació (SAS) són dos components importants del segment terrestre de CAS. L'SAS té la tasca de fomentar la col·laboració entre CAS i l'ESA, dissenyant marcs eficaços per coordinar els científics en la planificació de les operacions científiques de SMILE.
Cronologia del projecte Després de l'èxit de la missió Double Star, l'ESA i l'CAS van decidir seleccionar, dissenyar, implementar, llançar i explotar conjuntament els resultats d'una missió espacial per primera vegada. Després dels tallers inicials, es va anunciar una convocatòria de propostes al gener de 2015. Després d'una revisió conjunta per parells de les propostes de missió, SMILE va ser seleccionada com la millor candidata d'entre 13 proposades. La proposta de missió SMILE va ser liderada conjuntament per la University College London i el Centre Nacional de Ciències Espacials Xinès.
Desenvolupament De juny a novembre de 2015, la missió va entrar en els estudis inicials per a la preparació del concepte, i el Comitè del Programa Científic de l'ESA va donar l'aprovació final de la missió el novembre de 2015. La revisió dels requisits del sistema de la missió es va completar a l'octubre de 2018 i l'adopció de la missió de l'ESA pel Comitè del Programa Científic es va concedir el març de 2019. La Revisió Preliminar del Disseny (PDR) es va dur a terme el gener de 2020 i va verificar que el disseny de la nau espacial complia els objectius científics.
Muntatge SMILE va completar amb èxit la Revisió del Disseny Crític de la Nau Espacial i la Missió (CDR) el juny de 2023 a Xangai. El mòdul de càrrega útil de SMILE, construït per Airbus a Espanya, va arribar a ESTEC el setembre de 2024 seguit de la plataforma construïda a la Xina, que va arribar a ESTEC en un vol dedicat des de Xangai el 9 de desembre de 2024. Les dues parts es van connectar el 21 de gener de 2025. L'abril de 2025, la nau espacial va ser traslladada a la cambra de proves Maxwell de l'ESTEC per a proves en l'entorn espacial i més tard es va sotmetre a mesures de propietats de massa i proves de vibracions. La nau espacial ha superat la seva revisió de qualificació i acceptació de vol a l'octubre de 2025. El seu llançament està previst per al 19 de maig de 2026 en un vehicle de llançament Vega-C com el primer llançament de coets gestionat directament per Avio en lloc d'Arianespace.
Campanya de llançament L'11 de febrer de 2026, la nau espacial va deixar l'ESTEC, va ser carregada al vaixell de càrrega Colibri de Maritime Nantaise al Port d'Amsterdam i va partir per un viatge de dues setmanes cap a la Guaiana Francesa. Dos dies després, la nau va recollir l'etapa superior del coet Vega-C de SMILE a Saint-Nazaire. El 26 de febrer de 2026, el vaixell va atracar a Kourou, Guaiana Francesa. El 20 de març de 2026, els quatre tancs de la nau espacial es van omplir amb 1.520 litres d'hidracina i l'ESA va revelar la data prevista de llançament del 9 d'abril de 2026. El 26 de març de 2026, la nau espacial va ser encapsulada al carenat de càrrega útil de Vega-C. El 5 d'abril de 2026, Avio va ajornar el llançament després que s'identifiqués un problema al coet Vega-C. El 23 d'abril, l'ESA va anunciar una nova data de llançament per a SMILE: el 19 de maig de 2026. El 8 de maig de 2026, la nau espacial, dins del seu carenat de càrrega útil, va ser transportada a la plataforma de llançament i col·locada a la part superior de Vega-C, completant el coet per al llançament. La nau espacial es va enlairar el 19 de maig de 2026 a les 3:52 UTC, el seu primer senyal va ser rebut per l'estació de New Norcia a les 4:48 UTC i els seus panells solars es van desplegar a les 4:49 UTC. Aquest va ser el primer llançament de coets gestionat directament per Avio en lloc d'Arianespace.
Instruments Els instruments clau a bord de la nau espacial inclouen: Soft X-ray Imager (SXI) – telescopi ull de llagosta de camp ampli que utilitza òptica de microporus per cartografiar espectralment la ubicació, la forma i el moviment dels límits magnetosfèrics de la Terra, incloent-hi l'arc de xoc, la magnetopausa i les cúspides, observant l'emissió del procés Solar Wind Charge eXchange (SWCX). El SXI està equipat amb dos grans detectors Charge-coupled device (CCD) sensibles als raigs X que cobreixen la banda d'energia de 0,2 keV a 2,5 keV, i té un camp de visió òptic que abasta 15,5° × 26,5°. Aquest telescopi va ser desenvolupat, construït i calibrat a la Universitat de Leicester, Regne Unit, i altres institucions de tot Europa. Els CCD han estat adquirits de Teledyne e2v, Regne Unit, per l'ESA i calibrats per The Open University, Regne Unit. UV Imager (UVI) – una càmera ultraviolada per obtenir imatges de les regions aurorals septentrionals de la Terra. Estudiarà la connexió entre els processos que tenen lloc als límits magnetosfèrics, tal com es veuen des del SXI, i els que actuen sobre les partícules carregades que precipiten a la nostra ionosfera. L'UVI és un telescopi de quatre miralls que obté imatges d'emissions ultraviolades amb longituds d'ona de 160 a 180 nm mitjançant un detector CCD. Es divideix en tres particions lògiques: la càmera UVI (UVI-C) i l'electrònica UVI (UVI-E) connectades mitjançant un arnès (UVI-H). La filosofia de disseny òptic de l'UVI es basa en un sistema de 4 miralls en l'eix, optimitzat per a l'òrbita SMILE i la cadència i la resolució espacial requerides. La tecnologia de filtre UV juntament amb el disseny de 4 miralls proporciona ordres de magnitud més gran de supressió de la llum visible que les missions aurorals anteriors i és un factor facilitador per als objectius científics de l'UVI. El mòdul detector comprèn un intensificador d'imatge basat en plaques de microcanals (MCP) acoblat òpticament a un detector CCD. L'UVI té un camp de visió de 10° × 10° i tindrà una resolució d'imatge espacial a l'apogeu de 150 km, utilitzant quatre miralls recoberts de pel·lícula fina per guiar la llum cap al seu detector. La resolució temporal serà de fins a 60 s. L'UVI està construït per l'NSSC amb la col·laboració del Centre Espacial de Lieja belga (CSL), l'ESA, la Universitat de Calgary i l'Institut de Recerca Polar de la Xina.
Light Ion Analyser (LIA) – determinarà les propietats i el comportament del vent solar i dels ions de la magnetobeina en diverses condicions mesurant la distribució de velocitat tridimensional dels protons i les partícules alfa. Està format per dos analitzadors electroestàtics de tipus barret superior, cadascun muntat a un costat oposat de la plataforma. És capaç de mostrejar la distribució tridimensional completa de 4π del vent solar i pot mesurar ions en el rang d'energia de 0,05 a 20 keV amb una resolució de fins a 0,5 segons. És una empresa conjunta entre el Centre Nacional de Ciències Espacials de la Xina, CAS, i el Laboratori de Ciències Espacials Mullard (UCL-MSSL) de la University College London, Regne Unit, i LPP/CNRS/École Polytechnique, França. Magnetòmetre (MAG) – s'utilitzarà per determinar l'orientació i la magnitud del camp magnètic del vent solar i la magnetobeina, i per detectar qualsevol xoc o discontinuïtat del vent solar que passi per sobre de la nau espacial. Dos sensors triaxials es muntaran lluny de la nau espacial en un braç de 3 m de llargada a uns 80 cm de distància, amb una unitat electrònica corresponent muntada al cos principal de SMILE. Aquesta configuració permetrà que el MAG actuï com un gradiòmetre i permetrà determinar amb precisió el camp magnètic de fons de SMILE i restar-lo de qualsevol mesura. MAG mesurarà els tres components del camp magnètic en el rang de +/- 12800 nT. És una empresa conjunta entre el Centre Nacional de Ciències Espacials Xinès, CAS, i l'Institut de Recerca Espacial de l'Acadèmia Austríaca de Ciències.
Grups de treball S'han creat diversos grups de treball per ajudar a preparar la missió SMILE, incloent-hi: Grup de treball de ciència in situ