Le programme de ballons scientifiques de la NASA lance un programme ambitieux de 18 vols en 2021 avec sa campagne de printemps au départ de Fort Sumner, Nouveau Mexique, la première grande campagne de vols du programme depuis le début de la pandémie de COVID-19.

Pour cette première campagne de 2021, l'équipe soutient une multitude de missions de démonstration scientifique et technologique avec six vols en montgolfière prévus de fin avril à mi-juin.

"Nous avons un programme chargé pour 2021 alors que nous travaillons au lancement de missions scientifiques et technologiques reportées en raison de la pandémie ainsi que d'autres missions prévues, " a déclaré Debbie Fairbrother, Chef du programme de ballons scientifiques au Wallops Flight Facility de la NASA en Virginie. "Notre équipe a travaillé très dur pour s'entraîner et se préparer à cette augmentation des opérations aériennes, et nous sommes tous ravis de reprendre le vol."

L'une des missions, prévu pour le vol en juin, est le deuxième vol de démonstration du banc d'essai du télescope cryogénique monté sur ballon, ou BOBCAT. Cette mission testera des technologies pour faire voler un télescope d'observatoire froid sur un ballon à des altitudes proches de l'espace. Le défi technique que la mission essaie de relever est de refroidir les miroirs du télescope à l'aide de cryogène à l'intérieur d'un dewar, un grand récipient qui peut contenir des liquides à basse température. En commençant le refroidissement à l'altitude de flotteur du ballon de 120, 000 pieds, l'équipe peut utiliser un matériau plus léger dans la conception du dewar pour garantir que le poids total du télescope à l'intérieur du dewar ne dépasse pas la capacité de levage du ballon.

En 2019, la mission BOBCAT-1 a testé avec succès le transfert de cryogène dans un dewar à des altitudes de flotteur de ballon. Pour ce deuxième vol, l'équipe espère répéter avec succès le transfert de cryogène dans un dewar encore plus léger avec des parois aussi fines qu'une canette de soda.

BOBCAT est une démonstration technologique développée par le Dr Alan J. Kogut du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. Kogut et son équipe prévoient de développer une série d'expériences pour les vols en ballon à l'aide de télescopes d'observation froids qui amélioreraient radicalement la sensibilité de la prochaine génération d'observations dans l'infrarouge lointain, qui est une longueur d'onde couramment utilisée pour étudier les trous noirs, nébuleuses et la formation de nouveaux systèmes solaires.

Avec BOBCAT, les autres missions de la campagne Spring Fort Sumner incluent :

• Columbia Balloon Scientific Facility Tech Demo :Vol de démonstration pour valider un ballast au coucher du soleil.
• The Balloon-Borne Chirpsounder (BBC) :un vol de démonstration testant une nouvelle technologie de mesure de la concentration d'ions dans l'ionosphère.
• All Sky Heliospheric Imager (ASHI) :une caméra tout ciel qui sera installée sur le dessus du ballon pour fournir une vue complète du ciel au-dessus du ballon la nuit pour voir les structures héliosphériques. La mission espère éventuellement être lancée à bord d'un vaisseau spatial plus grand à l'avenir.
• Primordial Inflation Polarization Explorer (PIPER) :télescopes jumeaux refroidis jusqu'au zéro presque absolu mesurant la polarisation du fond diffus cosmologique à la recherche d'ondes gravitationnelles primordiales créées au cours d'une période d'inflation de l'univers primitif. Ce sera le troisième vol de la mission.
• Module expérimental pour la conception itérative du sous-système satellite V. 2 (EMIDSS) :validation technologique et démonstrateur scientifique pour le développement d'instruments et de communications pour aider aux enquêtes sur le changement climatique au Mexique et les schémas de charge utile pour les futures missions satellitaires. Cette mission soutient le Centre de développement aérospatial et l'Institut des sciences et technologies appliquées de l'Université nationale autonome du Mexique.

Pour suivre les missions de la campagne de printemps de Fort Sumner 2021, visitez le site Web du Columbia Scientific Balloon Facility de la NASA pour des mises à jour en temps réel de l'altitude d'un ballon et de sa position GPS pendant le vol.

La plupart de ces missions voleront sur des charges lourdes de la NASA, ballons scientifiques zéro pression, dont certains peuvent être aussi grands qu'un stade de football lorsqu'ils sont complètement gonflés (la BBC volera sur un ballon plus petit). Ces ballons ont des conduits ouverts suspendus sur les côtés pour permettre au gaz de s'échapper, et pour empêcher la pression à l'intérieur du ballon de s'accumuler pendant l'expansion du gaz lorsque le ballon s'élève au-dessus de la surface de la Terre. La durée de ce type de ballon est limitée en raison des pertes de gaz, principalement en raison du cycle jour/nuit du ballon.

Les ballons scientifiques de la NASA offrent à faible coût, accès proche de l'espace pour les charges utiles suspendues pesant jusqu'à 8, 000 livres pour effectuer des tests de démonstration technologique ainsi que des enquêtes scientifiques dans des domaines tels que l'astrophysique, héliophysique, et la recherche atmosphérique. Selon les buts et objectifs d'une mission spécifique, les durées de vol en ballon peuvent aller de plusieurs heures à plusieurs jours ou semaines pour les tests à plus long terme et la collecte de données.

L'installation de vol Wallops de la NASA gère le programme de ballons scientifiques de l'agence avec 10 à 15 vols en moyenne chaque année à partir de sites de lancement dans le monde entier pour la division d'astrophysique de la direction de la mission scientifique de la NASA. Peraton, qui exploite le Columbia Scientific Balloon Facility (CSBF) de la NASA en Palestine, Texas, fournit la planification de la mission, services d'ingénierie et opérations sur le terrain pour le programme de ballons scientifiques de la NASA. La CSBF a lancé plus de 1, 700 ballons scientifiques en plus de 35 ans d'exploitation. Raven Aerostar assure la fabrication des ballons stratosphériques de la NASA.