La base scientifique de Ny-Ålesund, Svalbard, vu de la mer. La future station de télémétrie par satellite sera située entre les deux antennes visibles sur l'image. Crédit :Per Erik Opseth, Autorité cartographique norvégienne
La NASA et la Norwegian Mapping Authority s'associent pour développer une station de télémétrie laser par satellite de pointe à 650 milles du pôle Nord qui produira des emplacements de haute précision des satellites en orbite, aider à suivre les changements dans les calottes glaciaires et à améliorer l'efficacité du transport maritime et de l'agriculture.
La station arctique sera la dernière addition à un réseau mondial de stations géodésiques spatiales, qui mesurent et surveillent la taille et la forme de la Terre, son orientation dans l'espace, l'emplacement exact des points sur sa surface et comment ces emplacements changent au fil du temps. La géodésie spatiale a une histoire de plusieurs décennies à la NASA en raison de son rôle important dans le positionnement et la navigation des satellites.
« Ce partenariat avec la Norvège est une étape importante pour la NASA et la communauté scientifique dans la construction du réseau géodésique spatial de prochaine génération, " a déclaré Benjamin Phillips, scientifique du programme de géodésie spatiale de la NASA à Washington. "Ce réseau fournit des données fondamentales pour la navigation par satellite et engins spatiaux et sous-tend de nombreuses missions d'observation de la Terre et de la science de la NASA."
En vertu du nouvel accord signé le 7 août La Norvège et la NASA construiront et installeront une installation de télémétrie laser par satellite dans la base scientifique de Ny-Ålesund, Svalbard. La NASA fournira également des conseils d'experts sur la façon d'utiliser les instruments. Le laser au sol émet des impulsions laser ultracourtes à destination de satellites spécialement équipés d'un rétroréflecteur, un réseau de miroirs spéciaux qui renvoient les impulsions. Le système mesure le temps qu'il faut à la lumière pour revenir à son point d'origine, qui est utilisé pour déterminer la position du satellite par rapport à la station au sol avec une précision d'environ 0,04 pouce (1 millimètre).
Combiné avec les mesures d'autres instruments géodésiques à l'observatoire géodésique de Ny-Ålesund et partout dans le monde, les observations de télémétrie laser permettront d'affiner le référentiel géodésique mondial, la base pour définir les coordonnées de tous les emplacements sur la surface de la Terre. Le référentiel est utilisé pour mesurer la position des objets dans l'espace par rapport à la Terre, ainsi que pour surveiller avec précision les mouvements de la croûte terrestre, changements du niveau de la mer, et pour prendre en charge la technologie de positionnement par satellite comme le GPS, qui est utilisé dans de nombreux aspects de notre vie quotidienne.
« Du point de vue de la NASA, la télémétrie laser est importante pour comprendre où se trouvent nos engins spatiaux, ainsi que l'emplacement sur Terre de leurs mesures, " a déclaré Stephen Merkowitz, chef de projet de géodésie spatiale au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "La télémétrie laser est nécessaire pour les satellites qui nécessitent des mesures de positionnement très précises. Aujourd'hui, nous suivons plus de 90 satellites - non seulement de la NASA, mais aussi d'autres agences spatiales - avec cette technique."
La station de télémétrie laser par satellite de nouvelle génération à l'Observatoire géophysique et astronomique de Goddard à Greenbelt, Maryland. La station de télémétrie laser que la NASA construira à Svalbard ressemblera à celle-ci, avec des adaptations pour travailler dans l'environnement arctique. Crédits :NASA
La nouvelle station géodésique norvégienne sera la plus septentrionale de son genre et sera d'une valeur inestimable pour le suivi des satellites qui suivent les orbites polaires, comme le font de nombreuses missions d'observation de la Terre de la NASA.
Pour s'assurer que le système de télémétrie laser est capable de fonctionner dans des conditions arctiques, La NASA utilisera un dôme de télescope suffisamment solide pour ouvrir et briser la glace qui pourrait s'accumuler sur le dessus pendant les hivers glacials du Svalbard. Le télescope sera monté sur un cardan de pointage qui peut encore bouger lorsqu'il est exposé à des températures très froides. Pour pouvoir travailler pendant l'été arctique, lorsque l'ensoleillement constant rend difficile l'observation des étoiles nécessaires au calibrage du télescope, La NASA a précisé que ce télescope doit être stable pendant des mois à la fois.
L'Autorité norvégienne de cartographie a commencé les travaux de construction de la nouvelle base scientifique en 2014. L'objectif actuel est que tous les systèmes soient opérationnels d'ici 2022.
"C'est un investissement majeur pour la Norvège, " Merkowitz a déclaré. "Les Norvégiens sont particulièrement intéressés par les applications mondiales. Ils ont joué un rôle de premier plan dans le plaidoyer et la mise en œuvre de nombreuses initiatives relatives à la géodésie spatiale et ses applications à la surveillance du changement climatique. »
« Au Svalbard, nous voyons déjà les effets du changement climatique, " a déclaré Per Erik Opseth, directeur de l'Institut géodésique de la Norwegian Mapping Authority à Hønefoss, Norvège, l'agence travaillant avec la NASA pour développer le nouveau système de télémétrie laser. « La mise en place de cette station fondamentale à Ny-Ålesund aidera les observations de la Terre à partir de satellites traversant le pôle Nord, afin d'améliorer nos connaissances sur la fonte des calottes glaciaires, l'élévation du niveau de la mer dans cette zone et aussi la fonte de la banquise dans le bassin entre la Russie et l'Amérique du Nord. »
La poursuite du développement du réseau géodésique spatial de nouvelle génération auquel la nouvelle station de Svalbard contribuera devrait améliorer encore la précision des mesures satellitaires des processus terrestres, y compris les changements dans les calottes glaciaires polaires. L'une de ces missions est la prochaine Ice de la NASA, Nuage, et Land Elevation Satellite-2, ou ICESat-2, conçu pour mesurer de minuscules changements dans l'élévation des calottes glaciaires de la Terre qui indiquent une perte ou un gain de glace.
"Avec ICESat-2, on veut mesurer des évolutions des calottes glaciaires qui sont de l'ordre du centimètre par an, " a déclaré Scott Luthcke de Goddard, responsable de l'équipe de géolocalisation ICESat-2. « Si nous faisions une erreur de quelques centimètres lors du positionnement du satellite dans l'espace par rapport au centre de masse de la planète, qui est établi à partir des données géodésiques du réseau, cela se traduirait par une très grande erreur dans nos calculs du changement de volume des calottes glaciaires."
