Une suite de ballons scientifiques est sur le point de décoller du site de terrain du Columbia Scientific Balloon Facility de la NASA à Fort Sumner, Nouveau Mexique, transportant des instruments qui aideront les scientifiques à comprendre le lien entre le Soleil et la Terre.

Le Soleil grésille au centre de notre système solaire à 150 millions de kilomètres, mais son influence ne s'arrête pas là. Il exhale le vent solaire, un flux continu de particules chargées qui passe devant la Terre et continue sur plus de 4 milliards de kilomètres. Des sursauts soudains du vent solaire peuvent déclencher de belles aurores sur Terre, mais peut également perturber les signaux radio et GPS, menacer nos satellites, et présentent un risque pour les réseaux électriques en surface.

Parmi les six vols en montgolfière à décoller d'ici la mi-juin, quatre expériences étudieront différents aspects de l'influence du Soleil. Ils se concentreront sur l'étendue du ciel à 60-300 miles (100-50 kilomètres) au-dessus de la surface, où la haute atmosphère terrestre et l'espace se rencontrent. En plus de générer une nouvelle science, des expériences sur ballons comme celles-ci offrent un moyen peu coûteux de tester de nouvelles techniques instrumentales et offrent aux scientifiques en début de carrière de précieuses opportunités d'acquérir une expérience pratique.

ASHI :Imageur héliosphérique All-Sky

L'imageur héliosphérique All-Sky, ou ASHI, est une charge utile de ferroutage qui volera avec le vol d'essai Columbia Scientific Balloon Flight (CSBF) II au plus tôt le 5 mai, 2021. Le vol d'ASHI testera la capacité de l'instrument à réduire la lumière parasite et à observer le vent solaire d'ici sur Terre. Environ la taille d'une roue de voiture et pesant environ 33 livres (15 kilogrammes), ASHI s'assiéra au sommet du ballon et regardera vers le haut pour tenter une vue complète d'un hémisphère du ciel. ASHI a un objectif fisheye et un détecteur encastrés sous un corral qui réduit considérablement la lumière parasite afin de capturer sa vue grand angle.

Ce vol d'essai en ballon est en préparation d'un éventuel futur vol à bord d'un satellite géostationnaire. L'équipe évalue la capacité d'ASHI à réduire la lumière parasite du Soleil, Lune, et la Terre, et son potentiel pour visualiser et mesurer quantitativement le vent solaire lorsqu'il passe sur Terre. ASHI est dirigé par Bernard Jackson, un scientifique de l'espace à l'Université de Californie, San Diego.

BALBOA :observations à base de ballons pour les aurores ensoleillées

BALBOA, abréviation de BALloon-Based Observations pour les aurores ensoleillées, testera une caméra infrarouge grand angle conçue pour étudier les aurores diurnes. Étant donné que les aurores restent principalement aux pôles nord et sud de la Terre, BALBOA imagera la lueur de l'air, la lueur naturelle de toute l'atmosphère terrestre, sur ce vol d'essai.

Les scientifiques étudient les aurores pour mieux comprendre comment notre planète réagit à l'énergie entrante et aux particules du Soleil. Les aurores ont surtout été étudiées la nuit, mais ils se produisent aussi pendant la journée - la lumière du soleil rend tout simplement impossible de les voir. En particulier, Les aurores ensoleillées intéressent les scientifiques de l'espace car elles se produisent du côté de la Terre qui fait face au Soleil :là où les interactions entre la Terre et le Soleil démarrent.

BALBOA volera en tant que charge utile de ferroutage sur le vol d'essai CSBF I au plus tôt le 29 avril, avec BOOMS (voir ci-dessous). La mission est dirigée par Xiaoyan Zhou, un scientifique de l'espace à l'Université de Californie, Los Angeles.

BBC :sondeur à ballon

BBC, abréviation de Balloon-borne Chirpsounder, fera la démonstration d'une nouvelle technologie pour l'étude de l'ionosphère. L'ionosphère est la partie de la haute atmosphère qui est chargée électriquement par le Soleil. Cette mer de particules chargées subit des changements constants, rétrécissement et gonflement en réponse à la fois à la météo de la Terre d'en bas et à l'activité du Soleil d'en haut.

BBC volera à environ 25 miles au-dessus de la surface, où il enverra des signaux radio dans l'ionosphère. La BBC mesurera comment les signaux radio s'éteignent et traversent l'ionosphère avant de rebondir vers ses détecteurs. D'une manière imitant l'écholocation, Les mesures de BBC peuvent être utilisées pour déterminer la densité et la hauteur de cette partie de l'atmosphère, où les changements peuvent interférer avec nos systèmes de communication, comme la radio et le GPS. La technologie testée lors de ce vol en ballon pourrait être adaptée pour de futurs vols spatiaux.

La BBC volera sur un ballon lancé à la main au plus tôt le 29 avril. La mission de la BBC est dirigée par Alex Chartier, chercheur en ionosphère au laboratoire de physique appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland.

BOOMS :Observation par ballon des échelles de microrafales

BOUM, ou observation par ballon des échelles de microrafales, est conçu pour observer les microrafales, éclairs de rayons X qui apparaissent sporadiquement dans l'atmosphère polaire. Des microrafales sont déclenchées lorsque des électrons à haute énergie entourant la Terre plongent dans notre atmosphère et entrent en collision avec les gaz atmosphériques, libérant des éclats de lumière dans les longueurs d'onde des rayons X. Ces rayons X sont rapidement réabsorbés par l'atmosphère, ils ne peuvent donc pas être mesurés depuis le sol. Ainsi, un instrument embarqué sur ballon est nécessaire pour les observer.

Les microrafales se produisent sur de courtes durées (environ 100 millisecondes) sur de petites zones, de quelques milles à des dizaines de milles dans les latitudes polaires où se forment les aurores. Les scientifiques les connaissent depuis plus de 60 ans, mais n'ont jamais capturé les images haute résolution nécessaires pour comprendre leurs causes. Des ballons, qui voyagent assez lentement pour voir les aurores aller et venir au même endroit, sont idéales pour identifier quand et où elles se produisent.

Le vol de Fort Sumner n'observera pas de microrafales, qui se produisent à des latitudes plus élevées; l'équipe teste l'instrument pour un futur lancement depuis la Suède. BOOMS volera comme une charge utile de ferroutage sur le vol d'essai CSBF I au plus tôt le 29 avril, avec BALBOA. La mission BOOMS est dirigée par John Sample, un scientifique de l'espace à l'Université d'État du Montana à Bozeman.