Une image spectaculaire d'André Kuipers, à bord de l'ISS. La voie lactée et les aurores australes, ou Aurora Australis. Andre a pris cette photo le 1er mars 2012, lors de sa mission de longue durée vers l'ISS, PromISSe. Crédit :ESA/NASA
Certaines des plus belles photos prises par les astronautes depuis l'espace sont celles d'une aurore dansant au-dessus de notre planète. Désormais, les photos sont plus que de jolies images grâce à un projet de l'ESA qui les rend scientifiquement utilisables.
Aurora offre un moyen visuel pour étudier la météo spatiale, les conditions dans les régions supérieures de notre atmosphère. Ces affichages colorés sont produits lorsque des particules chargées électriquement du Soleil dans le vent solaire sont canalisées le long des lignes de champ magnétique de la Terre et frappent des atomes haut dans l'atmosphère.
Tout comme le Soleil est déterminant pour la météo sur Terre, l'activité solaire influence la météo spatiale, qui à son tour peut interférer avec les transmissions radio, satellites et même notre approvisionnement en électricité.
Les scientifiques étudient la météo spatiale et les aurores à l'aide de satellites tels que Cluster et Proba-2 de l'ESA, mais aussi grâce à un réseau de caméras au sol. Ces caméras sont souvent obscurcies par les nuages ou la neige et la couverture de l'hémisphère sud est faible car il n'y a pas beaucoup de terres aux meilleures latitudes pour observer les aurores.
Les photos prises depuis la Station spatiale internationale peuvent fournir un contexte et ajouter des informations en améliorant les estimations de la hauteur et de la longueur des aurores. Certains atteignent 500 km de haut, ce qui signifie que la Station vole parfois à travers eux.
L'astronaute de l'ESA Tim Peake a pris cette image depuis la Station spatiale internationale au cours de sa mission Principia de six mois. Il a commenté :"L'ISS vient de passer directement à travers un épais brouillard vert d'aurore… étrange mais très beau.". Crédit :ESA/NASA
D'abord, les images doivent être transformées en quelque chose que les scientifiques peuvent utiliser. Le plus important est de connaître l'heure exacte et l'endroit où la caméra pointait.
Les images sont téléchargées dans la résolution la plus élevée et les pixels défectueux de la caméra provenant du rayonnement cosmique sont supprimés. Le logiciel corrige la distorsion de l'objectif de la caméra.
Tout comme les explorateurs du 19ème siècle avant l'existence des satellites de navigation, L'équipe de l'ESA s'est tournée vers les étoiles comme référence, en utilisant un logiciel pour identifier les étoiles dans l'image, et à partir de là, calculez la position précise de chaque pixel et son échelle.
Durer, le temps image est déterminé en reliant les villes avec leurs emplacements calculés et l'horizon.
Ingénieur logiciel et stagiaire jeune diplômé de l'ESA Maik Riechert, qui a travaillé sur le projet, explique :"Les images idéales pour le traitement sont des images montrant la Terre et les étoiles avec l'horizon juste au-dessus du milieu."
Les astronautes à bord de la Station spatiale internationale ont pris des dizaines de milliers de photographies aurorales en haute résolution temporelle (1s) et spatiale (≈10″/px) comme celle ci-dessus. Leur utilisation dans la recherche est cependant limitée car ils manquent souvent d'orientation précise, escalader, et des informations d'horodatage. L'objectif du projet de géoréférencement automatique de la photographie aurorale des astronautes est de reconstituer ces données aussi précisément que possible pour des images contenant un champ d'étoiles clair. La sortie finale est alors la latitude et la longitude de chaque coin de pixel à une hauteur d'émission supposée sélectionnable. Crédit :ESA
Mettre tous ensemble
Lorsque toutes les images sont traitées, les vidéos timelapse offrent un moyen de vérifier que le processus s'est bien déroulé. Toute gigue ou changement dans le suivi des étoiles apparaîtra dans la vidéo finale, ainsi, un bon déroulement prouve que les images individuelles sont prêtes pour l'analyse.
C'est maintenant au tour des scientifiques d'utiliser les informations supplémentaires dans leurs recherches. Trouvez l'ensemble de données complet sur la page Web de géoréférencement automatique de la photographie aurorale des astronautes. Un article décrivant la méthode est disponible ici.
Andrew Walsh de l'ESA, responsable de ce projet, conclut "Ce projet montre que rien n'est gaspillé et que vous pouvez obtenir de la science utile à partir de sources inhabituelles."
