Le mois prochain, La NASA lancera dans l'espace l'instrument laser le plus avancé de son genre, début d'une mission pour mesurer - avec des détails sans précédent - les changements dans les hauteurs de la glace polaire de la Terre.

Glace de la NASA, Cloud and land Elevation Satellite-2 (ICESat-2) mesurera le changement d'altitude annuel moyen de la glace terrestre couvrant le Groenland et l'Antarctique à la largeur d'un crayon, capturer 60, 000 mesures par seconde.

« Les nouvelles technologies d'observation d'ICESat-2 – une recommandation majeure de la communauté scientifique dans la première enquête décennale des sciences de la Terre de la NASA – feront progresser nos connaissances sur la façon dont les calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique contribuent à l'élévation du niveau de la mer, " a déclaré Michael Freilich, directeur de la division des sciences de la Terre au sein de la direction des missions scientifiques de la NASA.

ICESat-2 étendra et améliorera le record de 15 ans de la NASA en matière de surveillance du changement de hauteur des glaces polaires, qui a débuté en 2003 avec la première mission ICESat et s'est poursuivie en 2009 avec l'opération IceBridge de la NASA, une campagne de recherche aéroportée qui a suivi l'accélération du taux de changement.

Un saut technologique

ICESat-2 représente un saut technologique majeur dans notre capacité à mesurer les changements de hauteur de glace. Son système d'altimètre laser topographique avancé (ATLAS) mesure la hauteur en chronométrant le temps qu'il faut aux photons lumineux individuels pour se rendre du vaisseau spatial à la Terre et vice-versa.

"ATLAS nous a demandé de développer de nouvelles technologies pour obtenir les mesures nécessaires aux scientifiques pour faire avancer la recherche, " a déclaré Doug McLennan, Chef de projet ICESat-2 au Goddard Space Flight Center de la NASA. "Cela signifiait que nous devions concevoir un instrument satellite qui non seulement collectera des données incroyablement précises, mais collectera également plus de 250 fois plus de mesures de hauteur que son prédécesseur."

ATLAS en tirera 10, 000 fois par seconde, envoyer des centaines de milliards de photons au sol dans six faisceaux de lumière verte. L'aller-retour des photons laser individuels de ICESat-2 à la surface de la Terre et inversement est chronométré au milliardième de seconde pour mesurer avec précision l'altitude.

Avec autant de photons revenant de plusieurs faisceaux, ICESat-2 obtiendra une vue beaucoup plus détaillée de la surface de la glace que son prédécesseur, ICEsat. En réalité, si les deux satellites ont survolé un terrain de football, ICESat ne prendrait que deux mesures - une dans chaque zone d'extrémité - tandis qu'ICESat-2 collecterait 130 mesures entre chaque zone d'extrémité.

Alors qu'il fait le tour de la Terre d'un pôle à l'autre, ICESat-2 mesurera les hauteurs de glace le long du même trajet dans les régions polaires quatre fois par an, assurer une surveillance saisonnière et annuelle des changements d'élévation de la glace.

Suivi de la fonte des glaces

Des centaines de milliards de tonnes de glace terrestre fondent ou se jettent dans les océans chaque année, contribuant à l'élévation du niveau de la mer dans le monde. Dans les années récentes, les contributions de la fonte des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique à elles seules ont élevé le niveau mondial de la mer de plus d'un millimètre par an, représentant environ un tiers de l'élévation du niveau de la mer observée, et le taux augmente.

Les données ICESat-2 documentant le changement de hauteur en cours des calottes glaciaires aideront les chercheurs à réduire la plage d'incertitude dans les prévisions de l'élévation future du niveau de la mer et à relier ces changements aux facteurs climatiques.

ICESat-2 effectuera également les mesures à l'échelle polaire les plus précises à ce jour du franc-bord de la glace de mer, qui est la hauteur de la glace de mer au-dessus de la surface de la mer adjacente. Cette mesure est utilisée pour déterminer l'épaisseur et le volume de la glace de mer. Les satellites mesurent régulièrement la zone couverte par la banquise et ont observé un déclin de la banquise arctique d'environ 40 pour cent depuis 1980, mais précis, les mesures de l'épaisseur de la glace de mer à l'échelle de la région amélioreront notre compréhension des facteurs de retrait et de perte de glace de mer.

Bien que la glace de mer flottante ne change pas le niveau de la mer lorsqu'elle fond, sa perte a des conséquences différentes. La calotte glaciaire brillante de l'Arctique renvoie la chaleur du Soleil dans l'espace. Quand cette glace fondra, l'eau sombre en dessous absorbe cette chaleur. Cela modifie les modèles de circulation du vent et de l'océan, affectant potentiellement le temps et le climat de la planète.

Au-delà des pôles, ICESat-2 mesurera la hauteur des surfaces océaniques et terrestres, y compris les forêts. ATLAS est conçu pour mesurer à la fois la cime des arbres et le sol en dessous, qui, combiné aux ensembles de données existants sur l'étendue des forêts, aidera les chercheurs à estimer la quantité de carbone stockée dans les forêts du monde. Les chercheurs étudieront également les données de hauteur recueillies sur les vagues océaniques, niveaux des réservoirs, et les zones urbaines.

Les utilisateurs potentiels de données ont travaillé avec les scientifiques d'ICESat-2 pour connecter la science de la mission aux besoins de la société. Par exemple, Les mesures ICESat-2 des hauteurs de neige et de rivière pourraient aider les gouvernements locaux à planifier les inondations et les sécheresses. Cartes de hauteur de forêt, montrant la densité et la structure des arbres, pourrait améliorer les modèles informatiques que les pompiers utilisent pour prévoir le comportement des incendies de forêt. Les mesures de l'épaisseur de la glace de mer pourraient être intégrées dans les prévisions des problèmes de la marine américaine pour la navigation et les conditions de glace de mer.

« Parce que ICESat-2 fournira des mesures d'une précision sans précédent avec une couverture mondiale, cela donnera non seulement un nouvel aperçu des régions polaires, mais aussi des découvertes imprévues à travers le monde, " dit Thorsten Markus, un scientifique du projet ICESat-2 à Goddard. "La capacité et l'opportunité d'une véritable exploration sont immenses."

ICESat-2 devrait être lancé le 15 septembre depuis la base aérienne de Vandenberg en Californie.