La mission OCO-3 de la NASA est prête à être lancée vers la Station spatiale internationale. Cette suite à OCO-2 apporte de nouvelles techniques et de nouvelles technologies aux observations de dioxyde de carbone de la Terre depuis l'espace. Crédit :NASA
La NASA est prête à lancer un nouvel instrument spatial qui utilisera le point de vue de la Station spatiale internationale pour surveiller le cycle du carbone de la Terre. Une suite à la mission OCO-2 toujours active, OCO-3 apportera non seulement un nouveau point de vue, mais aussi de nouvelles techniques et de nouvelles technologies aux observations de dioxyde de carbone de la NASA. Pourquoi lançons-nous un nouvel observatoire carbone ? Continuer à lire.
Pourquoi le dioxyde de carbone ?
Dioxyde de carbone (CO
Pourquoi la station spatiale ?
La station spatiale fait le tour de la Terre entre 52 degrés de latitude nord et 52 degrés de latitude sud, soit environ les latitudes de Londres et de la Patagonie. La grande majorité des villes et des terres agricoles de la Terre, responsable de la majeure partie de l'absorption et des émissions de carbone de notre planète, relèvent de cette zone. Là où l'orbite polaire d'OCO-2 l'emporte sur chaque emplacement exactement à la même heure de la journée, l'orbite de la station spatiale placera OCO-3 sur chaque emplacement à un moment légèrement différent sur chaque orbite. Monté à l'extérieur sur le dessous de la station spatiale, OCO-3 collectera les premières observations de l'aube au crépuscule des variations du dioxyde de carbone depuis l'espace au-dessus des régions tropicales et des latitudes moyennes, donnant une meilleure vue des processus d'émission et d'absorption. Par exemple, les vastes réserves de carbone de la forêt amazonienne en évolution rapide sont une partie essentielle du cycle du carbone de la Terre, mais quand OCO-2 survole la forêt vers 13h30, les nuages de l'après-midi se sont généralement accumulés, cachant la région de la vue de l'instrument. OCO-3 passera l'Amazone à tout moment de la journée, capturer beaucoup plus de données sans cloud.
Quel type d'instrument est OCO-3 ?
C'est un spectromètre—en fait, trois spectromètres partageant un télescope. Comme les radios réglées sur différentes stations, les spectromètres sont « réglés » pour observer différents ensembles de longueurs d'onde dans le spectre électromagnétique. Chaque gaz atmosphérique absorbe la lumière du soleil à un ensemble spécifique de longueurs d'onde, et le dioxyde de carbone ne fait pas exception. Deux des spectromètres d'OCO-3 enregistrent deux séries de longueurs d'onde où l'absorption de dioxyde de carbone est forte; le troisième enregistre des longueurs d'onde à forte absorption d'oxygène, dont les chercheurs ont besoin pour calculer le nombre total de molécules dans la partie de l'atmosphère où la mesure a été effectuée. La combinaison des données des trois spectromètres permet aux chercheurs d'obtenir une mesure du CO2 si précise qu'elle enregistre la différence entre, par exemple, 405 et 406 molécules de gaz dans 1 million de molécules d'air.
OCO-3 peut-il voir autre chose que du carbone ?
OCO-3 observe une très faible lueur que les plantes émettent lors de la photosynthèse, appelée fluorescence induite par le soleil (SIF). Cette lumière est beaucoup trop faible pour que les humains la remarquent dans des circonstances normales, mais c'est l'indicateur le plus précis de la photosynthèse qui puisse être mesuré depuis l'espace. Alors que le climat de la Terre change, les précipitations et la température modifient la croissance des plantes dans le monde entier d'une manière qui peut affecter la sécurité alimentaire mondiale. Comprendre exactement quand la photosynthèse se produit - comment son démarrage et son arrêt saisonniers changent dans des endroits reculés du monde entier - peut nous aider à nous préparer aux défis de l'avenir. La mesure SIF de l'OCO-3 aura la même haute résolution que celle de l'OCO-2, et le nouvel instrument ajoutera une capacité de pivoter et de pointer rapidement ses capteurs vers des tours au sol où SIF est surveillé localement, collecter des données à peu près à la même échelle spatiale que ces tours afin de valider ses mesures. Parce que la photosynthèse est une partie importante du cycle global du carbone, les données SIF complètent les mesures de dioxyde de carbone d'OCO-3.
Quoi de neuf?
OCO-3 fera la démonstration d'une nouvelle technique pour mesurer les émissions de carbone urbaines, éruptions volcaniques et autres sources locales de carbone depuis l'espace. Les origines du dioxyde de carbone peuvent être difficiles à discerner par satellite car le gaz se mélange rapidement et uniformément dans l'air. Par exemple, nous savons d'après les données sur les émissions mondiales que plus de 70 pour cent des émissions de dioxyde de carbone provenant des activités humaines proviennent des villes. L'orbite d'OCO-2 produit une longue bande de mesures qui traversent quelques villes, mais c'est toujours un défi de rassembler des données satellitaires suffisamment détaillées pour différencier la propre production d'une ville et le CO2 qui a dérivé dans la ville sur les courants d'air, qui a peut-être été publié il y a des mois à l'autre bout du globe. La nouvelle fonctionnalité d'OCO-3 est appelée "mode instantané". Cette technique de numérisation, permis par la capacité de l'instrument à pivoter et à pointer rapidement, produit une couverture tissée serrée de mesures sur une superficie d'environ 50 par 50 miles (80 par 80 kilomètres) - environ la taille du bassin de Los Angeles.