Quelle est la constante solaire?
La constante solaire est une mesure de la puissance d'un mètre carré de lumière solaire qui a un impact direct sur un plan d'espace perpendiculaire au-dessus de l'atmosphère de la Terre. Elle est considérée comme une valeur uniforme de 1 370 watts par mètre carré. Cela change toutefois radicalement à la surface de la Terre, car la lumière du soleil doit traverser différentes couches de l'atmosphère en fonction de la latitude et du niveau de la mer, ainsi que des conditions atmosphériques. Par conséquent, la constante solaire est en grande partie un numéro de référence utilisé pour baser les valeurs de lumière solaire réellement reçues, et joue un rôle déterminant dans des domaines tels que l’emplacement de panneaux solaires pour la production d’énergie photovoltaïque ou par un four solaire, ainsi que dans les calculs météorologiques et agricoles. En tant que valeur pure au-dessus des limites de l'atmosphère, la constante solaire varie également de 3% en fonction du point où la Terre se trouve sur son orbite solaire, celle-ci étant légèrement elliptique.
Alors que les valeurs de rayonnement solaire pour la constante solaire se concentrent généralement sur la lumière visible, elles calculent l’ensemble du rayonnement électromagnétique solaire reçu. Cela inclut la lumière infrarouge, les rayons X et les ondes radio transmises par le Soleil, bien que les ondes à haute fréquence telles que les rayons X représentent moins de 1% de l'énergie totale émise. Lorsque le rayonnement solaire a atteint la surface de la Terre, ce rayonnement est appelé insolation et son niveau optimal est d'environ 1 000 watts par mètre carré. Les valeurs pratiques dues aux latitudes plus élevées, aux altitudes variables, au ciel couvert et à d’autres causes de lumière indirecte réduisent cette valeur à 250 watts par mètre carré, ce qui réduit de plus de cinq fois le niveau réel d’énergie solaire que la Terre reçoit dans l’espace. atteint la surface.
La constante solaire est une valeur importante à connaître dans le domaine du développement de satellites et de sondes spatiales. Cela est dû au fait que ces systèmes ont souvent des panneaux solaires pour générer de l'énergie et qu'ils peuvent être endommagés par certains rayons solaires s'ils ne sont pas correctement protégés. Les recherches sur les cycles solaires du Soleil, qui impliquent le calcul des tempêtes solaires et de l'activité des taches solaires, dépendent également de la constante solaire et de son niveau de densité de flux ou de la quantité relative d'énergie solaire transmise par mètre carré. Le soleil lui-même est connu pour avoir une légère variabilité de ses niveaux de rayonnement sur des cycles de 11 ans de ± 0,2%. Ceci, combiné à une augmentation de 10% de la constante solaire tous les 10 000 000 000 d'années, peut avoir des effets dramatiques sur le climat de la Terre dans des régions telles que la mer ou dans le monde.
L'exploration de l'espace habité vers des sites tels que la Lune ou la planète Mars doit également prendre en compte la constante solaire pour ces régions. L'énergie solaire est en grande partie similaire à la valeur pure pour la Terre lorsqu'elle est à la surface de la Lune, en raison de la même distance relative du Soleil et du fait que la Lune ne possède pas d'atmosphère. Mars, cependant, aura une constante solaire différente car elle est à tout moment située à au moins 48 280 320 kilomètres (38 280 320 km) du Soleil, mais elle possède également une atmosphère faible. Dans l’espace ou sur des planètes stériles et des astéroïdes, la constante solaire est le principal indicateur de la quantité d’énergie disponible pour transformer les roches en matériaux utiles tels que l’oxygène et l’hydrogène, ou pour générer de l’électricité afin de soutenir des systèmes artificiels de protection de l’environnement et des équipements de communication.