Synchronisation du laser de la NASA et du radar de l’ESA pour un nouveau regard sur la glace de mer

Synchronisation du laser de la NASA et du radar de l'ESA pour un nouveau regard sur la glace de mer

glace de mer

Crédits: Pixabay / CC0 Public Domain

Avec un petit coup de pouce sur l’orbite d’un satellite, les scientifiques auront bientôt des mesures laser et radar simultanées de la glace, offrant de nouvelles perspectives sur les régions gelées de la Terre. Le 16 juillet, l’Agence spatiale européenne (ESA) commence une série de manœuvres précises qui pousseront l’orbite de son satellite CryoSat-2 porteur de radar environ un demi-mile plus haut, ce qui le synchronisera avec la glace, le nuage et le transport de laser de la NASA. Satellite d’élévation terrestre 2, ou ICESat-2.


Lorsque les manœuvres seront terminées plus tard cet été, les deux satellites passeront sur une bande de l’Arctique à quelques heures l’un de l’autre. Ce tronçon synchrone, de plus de 2 000 kilomètres (3 200 kilomètres) chaque jour, sera essentiel pour étudier la glace de mer, qui flotte sur l’océan Arctique et se déplace avec les courants et les vents. Si les satellites prennent des mesures à des moments différents, les deux pourraient mesurer différents floes de glace en mouvement rapide. La synchronisation des satellites fournit aux scientifiques deux ensembles de données pour la même glace.

« La combinaison de ces deux mesures depuis l’espace mènera à un âge d’or », a déclaré Tommaso Parrinello, chef de mission CryoSat-2 à l’ESA. « C’est un petit changement pour CryoSat-2, mais ce sera une révolution pour la science. »

Le radar de CryoSat-2 et l’instrument laser ICESat-2, appelé lidar, mesurent la hauteur en envoyant des signaux et en chronométrant le temps nécessaire pour réfléchir sur la surface de la Terre et retourner à leurs satellites respectifs. Mais les différents signaux rebondissent différemment sur certaines surfaces, y compris la glace de mer enneigée. Des radars comme Cryosat-2 pénétreront à travers la couche de neige et se refléteront sur la glace en dessous. Les instruments laser comme ICESat-2 se refléteront sur le dessus de la couche de neige. La différence entre les deux donnera aux scientifiques la profondeur de la neige au sommet de la glace de mer.

« Si vous avez le laser et le radar ensemble, cela vous donne cette opportunité vraiment excitante de mesurer la profondeur de la neige, ce que nous n’avons jamais pu faire auparavant depuis l’espace », a déclaré Rachel Tilling, scientifique des glaces de mer à Goddard de la NASA. Space Flight Center à Greenbelt, Maryland et l’Université du Maryland à College Park. « Et avec l’épaisseur de la neige, nous pouvons obtenir des mesures beaucoup plus précises de l’épaisseur de la glace de mer. »

Grâce à de meilleures mesures de l’épaisseur de la neige et de l’épaisseur de la glace de mer, les chercheurs peuvent mieux comprendre le système climatique arctique complexe. La glace de mer peut avoir une épaisseur d’environ 10 pieds, mais elle a un effet démesuré sur le climat de la Terre, formant une sorte de couverture protectrice sur l’océan Arctique, a déclaré Tilling. La neige sur le dessus réfléchit le rayonnement du soleil, empêchant la glace de fondre et l’océan de se réchauffer. La glace elle-même agit comme une barrière entre l’atmosphère et l’océan – sa suppression pourrait altérer les schémas de circulation qui atteignent les régions les plus tempérées du globe. Les nouvelles informations pourraient améliorer les modèles climatiques et conduire à des prévisions de navigation maritime plus précises, a-t-elle déclaré.

L’idée d’aligner les deux satellites a flotté parmi la communauté des sciences de la glace depuis le lancement de CryoSat-2 en 2010, lorsque ICESat-2 était encore au stade de développement, a déclaré Tom Neumann, scientifique du projet ICESat-2 à la NASA Goddard.

« Cela ouvre de nouvelles possibilités scientifiques qui n’étaient pas possibles avec l’une ou l’autre mission indépendamment, en particulier pour la science des glaces de mer », a déclaré Neumann. « C’est un effort de base, promu par les scientifiques et les ingénieurs qui demandent s’il y avait un moyen pour que cela se produise. »

L’équipe des opérations aériennes de CryoSat-2 a jeté un coup d’œil et après des mois d’analyse de la dynamique orbitale, un plan a été élaboré. Le satellite européen orbite beaucoup plus haut et plus lentement que le satellite américain, ils ne pouvaient donc pas simplement se suivre en tandem, a déclaré Ignacio Clerigo, directeur des opérations spatiales de CryoSat-2. Au lieu de cela, ils ont réalisé qu’ils pouvaient augmenter l’altitude de l’engin spatial d’un peu plus d’un demi-mile (900 mètres), grâce à une série de 15 brûlures de propulseur précisément synchronisées, puis les deux satellites se chevaucheraient à chaque 19e orbite de CryoSat-2 et 20e orbite de ICESat-2. Les chevauchements concernent principalement l’Arctique; L’ESA de l’hémisphère Nord suivant pourrait modifier précisément l’orbite à nouveau avec un autre ensemble de manœuvres pour se concentrer sur l’Antarctique pendant l’hiver de cette région.

« C’est un défi, non pas à cause des manœuvres elles-mêmes, mais à cause du calendrier serré », a déclaré Clerigo. « Nous avons des activités continues pendant deux semaines. Chaque étape dépend de la précédente et si quelque chose ne se passe pas comme prévu, nous devrons replanifier rapidement pour atteindre l’orbite cible. »


ICESat-2 de la NASA mesure l’épaisseur de la glace de mer de l’océan Arctique et la couverture de neige


Fourni par le Goddard Space Flight Center de la NASA

Citation: Synchronisation laser NASA, radar ESA pour un nouveau regard sur la glace de mer (2020, 16 juillet) récupéré le 16 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-syncing-nasa-laser-esa-radar.html

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