Crédit :NASA
Dans des températures pouvant descendre en dessous de -20 degrés Fahrenheit, le long d'un itinéraire parfois bloqué par des dunes de glace poussées par le vent, à cent milles de toute autre personne, une équipe dirigée par deux scientifiques de la NASA étudiera une étendue de glace antarctique inexplorée.
Ils emballent du matériel pour temps extrêmement froid et des instruments scientifiques sur des traîneaux tirés par deux machines à neige ressemblant à des réservoirs appelées PistenBullys, et le 21 décembre, ils commenceront leur traversée de deux à trois semaines dans un arc autour du pôle Sud.
L'expédition de 470 milles dans l'un des paysages les plus arides de la Terre fournira à terme la meilleure évaluation de la précision des données collectées depuis l'espace par le nuage de glace et le satellite d'élévation terrestre-2 (ICESat-2), devrait être lancé en 2018. Avec un instrument laser à tir rapide, ICESat-2 mesurera l'élévation des calottes glaciaires et suivra les changements au fil du temps. Même de petites quantités d'eau de fonte dans des régions aussi vastes que le Groenland ou l'Antarctique peuvent entraîner de grandes quantités d'eau de fonte contribuant à l'élévation du niveau de la mer.
Pour aider à documenter cela, Les mesures de changement de hauteur d'ICESat-2 auront une précision de moins d'un pouce - vérifié au sol, en partie, avec des efforts comme cette campagne antarctique. L'équipe collectera des données GPS précises de l'altitude à 88 degrés sud, où convergent les orbites d'ICESat-2, fournissant des milliers de points où les mesures du levé peuvent être comparées aux données satellitaires.
"Cette traversée fournit un moyen extrêmement difficile et extrêmement froid d'évaluer l'exactitude des données, " a déclaré Kelly Brunt, Responsable de l'étalonnage et de la validation d'ICESat-2 au Goddard Space Flight Center de la NASA, et chercheur scientifique à l'Université du Maryland. "Les ensembles de données d'ICESat-2 vont nous dire des choses incroyables sur l'évolution de la glace de la Terre, et ce que cela signifie pour des choses comme l'élévation du niveau de la mer."
Brunt dirige la campagne de quatre personnes du pôle Sud, avec le scientifique adjoint du projet ICESat-2, Tom Neumann. Les scientifiques de la NASA seront également rejoints par un mécanicien et un alpiniste de grande profondeur. La campagne pour collecter ces mesures d'altitude clés a duré des années, avec l'aide logistique du programme antarctique américain de la National Science Foundation.
Ce sera un road trip vraiment froid, dit Brunt. Ils vont se réveiller, faire du café (avec des grains, des équipements de marc et de versage choisis et emballés avec le plus grand soin), allumez les machines à neige et les instruments, et commencez la journée de route. Les deux PistenBully tracteront chacun un traîneau en plastique épais, environ 8 pieds de large et 60 pieds de long. Les traîneaux – un peu comme des Flyers flexibles extra-larges, Neumann a noté - transportera des tentes ainsi que de la nourriture, l'équipement et le carburant supplémentaire.
L'ensemble de la randonnée est d'environ 470 miles (750 km). L'équipe quittera le pôle Sud le long d'une ligne transversale établie entre la station la plus au sud et McMurdo. Juste après avoir atteint 88 sud, ils tourneront et suivront la ligne de latitude sur environ 186 milles. Puis, ils reviendront vers le poteau – créant un itinéraire comme un morceau de tarte difforme. À un rythme de 30 à 45 milles par jour, il faudra au moins quelques semaines pour terminer.
L'équipe ICESat-2 suivra un itinéraire depuis la station du pôle Sud jusqu'au nord de la ligne de latitude sud à 88 degrés, puis roulez le long de la ligne à un rythme de 30 à 45 milles par jour. La traversée prendra deux à trois semaines. Crédit :NASA/ Manrique
"Il y aura des moments où ce sera calme et réfléchi, et il y aura d'autres moments où vous contournerez les sastrugi - les dunes de sable de la glace - où vous n'allez pas faire beaucoup de kilomètres ce jour-là, mais ils seront durement combattus, " dit Brunt.
Les crevasses sont hautement improbables dans cette épaisseur, région à mouvement lent de la calotte glaciaire antarctique, elle a dit. L'alpiniste des champs profonds de la campagne utilisera un radar à pénétration de sol qui ressort sur une flèche devant le véhicule de tête, à la recherche de trous dans la glace, mais les principaux problèmes de sécurité seront l'exposition aux températures extérieures (-20s Fahrenheit) et à l'altitude (environ 10, 000 pieds au pôle Sud).
Les premiers jours à la station Pôle Sud seront consacrés à l'acclimatation à l'altitude, Neumann a dit, notant que le froid, l'air sec rend l'environnement encore plus dur. Une fois sur la route, cependant, il prévoit de passer des soirées dans les éléments, creuser des trous.
"Je mesurerai la densité de la neige en chemin, " dit-il. En creusant une fosse de trois pieds de profondeur, il peut voir des couches de neige qui se sont accumulées au fil des décennies, dont certains peuvent être difficiles à creuser. "Ils ne sont pas super denses, mais ils sont si vieux que les grains de neige sont collés ensemble comme son ciment."
Le cheminement suit près de la ligne sud à 88 degrés, où toutes les orbites convergeront, comme on le voit dans cette visualisation. Cela permet aux scientifiques de comparer des milliers de mesures d'enquête avec les données collectées par ICESat-2 une fois qu'il est en orbite. Crédit :Studio de visualisation scientifique de la NASA
Lorsque ICESat-2 commence à collecter des données d'altitude, les mesures de la densité de la neige et les données du géoradar permettront de déterminer la masse perdue lorsque la calotte glaciaire baisse en altitude.
La traversée à 88 degrés est également l'occasion pour Brunt et Neumann de jouer les cotes. Sur trois sites différents le long du parcours, ils vont mettre en place une grille de neuf cubes réflecteurs, chacun pas plus gros que le bout d'un petit doigt. Ils marqueront la latitude précise, longitude, et l'élévation de chaque cube.
Puis, une fois ICESat-2 opérationnel, ils attendront. Si l'un des six faisceaux laser du satellite frappe un cube, le matériau en miroir du cube réfléchira la lumière laser à une intensité beaucoup plus élevée que la normale. Puisqu'ils connaîtront l'emplacement et l'altitude exacts du cube, ils peuvent vérifier l'exactitude des données satellitaires encore plus précisément qu'avec les données de cheminement.
"Si vous atteignez ce petit point, vous saurez exactement où le laser a touché le sol, " a déclaré Brunt. "Mais atteindre ce point est à la fois un objectif et de la chance. C'est dur. Mais, en les plaçant à 88 degrés, où vous avez tant d'orbites qui se croisent et tant de données, c'est juste un jeu de statistiques."
Après la traversée, les scientifiques retourneront aux États-Unis, revenant sur leurs pas depuis la gare du pôle Sud, à la gare McMurdo, en Nouvelle-Zélande et à la maison. Avec eux :des disques durs pleins de données pour aider à comprendre l'exactitude d'ICESat-2.
