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Se donner les moyens de l'excellence : la recherche polaire française à la veille de l'année polaire internationale

 

V. PRÉPARER LES MISSIONS SPATIALES EN ANTARCTIQUE

En raison des conditions extrêmes de l'Antarctique et de l'organisation des bases, il est possible d'y préparer les missions spatiales. Il est également nécessaire de mener dans les régions polaires des opérations de préparation et de vérification des missions satellitaires ou robotisées.

A. PRÉPARER ET VALIDER LES MISSIONS SATELLITAIRES

1. Espace et régions polaires : une complémentarité dans la préparation

Votre rapporteur a déjà montré ci-dessus l'intérêt de la complémentarité entre l'Antarctique et l'espace en matière de recherche astronomique et de missions scientifiques spatiales.

Ce qui est vrai enastronomie est vrai également pour la préparation de missions d'observation. Les conditions climatiques extrêmes de l'Antarctique et tout particulièrement le froid et l'environnement électromagnétique font de ce continent une zone très intéressante d'essai des matériels robotisés ou non destinés à être envoyés dans l'espace ou sur d'autres planètes. En effet, ces matériels devront affronter des conditions extrêmes similaires à celle de l'Antarctique. Un matériel qui n'y fonctionne pas aura donc peu de chances de fonctionner dans l'espace.

Ainsi, l'IPSL, à travers le Centre d'études des environnements terrestres et planétaires, mène un test de longue durée de la stabilité d'un magnétomètre triaxial à vannes de flux destiné à être installé à la surface de Mars. Le magnétomètre est soumis à des variations thermiques comprises entre -70 et -30°C, assez comparables à celles attendues à la surface de Mars. Ces performances peuvent en outre être comparées à celle des enregistrements de l'observatoire, installé dans un environnement beaucoup plus stable.

Dans le cadre du réseau Arena, il a été également proposé par les chercheurs français de mesurer les particules glacées et le champ électrique dans la couche limite du Dôme C pour prévoir l'impact de ces phénomènes sur des matériels envoyés dans l'espace. Il s'agirait, grâce à des antennes électriques AIRS, de mesurer le champ électrique vertical, la conductivité électrique de l'atmosphère et l'écoulement des particules de glace chargées ainsi que leur distribution.

2. Valider au sol l'observation faite depuis l'espace

Malgré les progrès très spectaculaires des satellites, il reste nécessaire de mener des campagnes de préparation ou de validation des informations fournies. C'est tout particulièrement vrai en matière d'évaluation des glaces, qu'il s'agisse des inlandsis ou de la glace de mer. Votre rapporteur voudrait citer ici deux exemples caractéristiques de ce travail en vue du lancement du satellite Cryosat.


· La calibration de Cryosat sur la glace de mer

L'instrument « oiseau électromagnétique » (E-M Bird) de l'Alfred Wegener Institut (AWI) sera déployé au cours de l'année polaire internationale, au cours de la mission menée par Jean-Louis Etienne au pôle Nord.

Cet instrument est fait pour être déplacé entre 15 et 20 m au-dessus de la banquise afin de réaliser un profil continu de son épaisseur. Il est composé d'un altimètre laser qui permet de mesurer la distance entre l'appareil et la surface supérieure et d'un émetteur-récepteur électromagnétique qui, par induction à basse fréquence, permettra de connaître la profondeur sous la surface.

Outre les centres d'intérêt scientifique que sont l'étude de l'évolution de l'étendue et de l'épaisseur de la banquise boréale, l'objectif de cette mission est d'établir une valeur de référence qui pourra ensuite être comparée à celle obtenue par le satellite Cryosat par altimétrie laser dont l'innovation principale sera de prendre en compte toutes les discontinuités des glaces pour effectuer un bilan de masse beaucoup plus précis.


· La calibration de Cryosat sur la glace continentale

Cette mission a été en partie assurée par une équipe allemande de l'AWI. Elle a utilisé un radar aéroporté : Airborne SAR Interferometric Radar Altimeter System (ASIRAS). L'un des points à éclaircir était l'impact des discontinuités de la neige (tout particulièrement la couche supérieure) sur l'écho radar. La calibration de l'instrument lui-même a été réalisée sur un terrain parfaitement connu, une piste d'aviation, pour aboutir à une précision de l'ordre de 2 cm.

Plusieurs missions ont été menées de mars à fin septembre 2004 sur le Svalbard et le Groenland. Elles ont permis d'obtenir un profil de la calotte du Groenland sur deux sections à une profondeur d'environ 20 m. Comme point de repère un coin réflecteur avait été installé, comme ceux qui sont utilisés pour les satellites. Une équipe britannique à fait des confirmations de mesures au sol par un autre appareil tiré par un homme et monté sur un traîneau.

Ce programme de calibration va se poursuivre par une mission au Svalbard en 2007, puis en Antarctique en 2008. Il y aura ensuite des missions de vérification après le lancement de Cryosat en 2009, soit à partir de 2010.