Avec un petit coup de coude sur l'orbite d'un satellite, les scientifiques auront bientôt des mesures laser et radar simultanées de la glace, fournissant de nouvelles informations sur les régions gelées de la Terre. Le 16 juillet, l'Agence spatiale européenne (ESA) entame une série de manœuvres précises qui pousseront l'orbite de son satellite CryoSat-2 porteur de radar à environ 800 mètres plus haut, le synchronisant avec la glace porteuse de laser de la NASA, Nuage et terre Elevation Satellite 2, ou ICESat-2.

Lorsque les manœuvres seront terminées plus tard cet été, les deux satellites passeront au-dessus d'une bande de l'Arctique à quelques heures d'intervalle. Ce tronçon synchrone, de plus de 2, 000 milles (3, 200 kilomètres) tous les jours environ, sera la clé pour l'étude de la banquise, qui flotte sur l'océan Arctique et se déplace avec les courants et les vents. Si les satellites prennent des mesures à des moments différents, les deux pourraient mesurer différents floes de glace en mouvement rapide. La synchronisation des satellites fournit aux scientifiques deux ensembles de données pour la même glace.

"La combinaison de ces deux mesures depuis l'espace conduira à un âge d'or, " dit Tommaso Parrinello, Chargé de mission CryoSat-2 à l'ESA. "C'est un petit changement pour CryoSat-2, mais ce sera une révolution pour la science."

Le radar de CryoSat-2 et l'instrument laser d'ICESat-2, appelé lidar, mesurer la hauteur en envoyant des signaux et en chronométrant le temps qu'ils mettent pour se refléter sur la surface de la Terre et retourner à leurs satellites respectifs. Mais les différents signaux rebondissent différemment sur certaines surfaces, y compris la glace de mer enneigée. Des radars comme celui de Cryosat-2 vont pénétrer à travers la couche de neige et se refléter sur la glace en dessous. Les instruments laser comme ICESat-2 se refléteront sur le dessus de la couche de neige. La différence entre les deux donnera aux scientifiques la profondeur de la neige sur la banquise.

"Si vous avez un laser et un radar ensemble, cela vous donne cette opportunité vraiment excitante de mesurer la profondeur de la neige, ce que nous n'avons jamais vraiment pu faire depuis l'espace, " dit Rachel Tilling, un scientifique de la glace de mer au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland et l'Université du Maryland à College Park. "Et avec l'épaisseur de la neige, nous pouvons obtenir des mesures beaucoup plus précises de l'épaisseur de la banquise."

Avec de meilleures mesures de la profondeur de la neige et de l'épaisseur de la glace de mer, les chercheurs peuvent mieux comprendre le système climatique complexe de l'Arctique. La glace de mer peut n'avoir que 10 pieds d'épaisseur environ, mais il a un effet démesuré sur le climat de la Terre, formant une sorte de couverture protectrice sur l'océan Arctique, dit Tilling. La neige au-dessus réfléchit le rayonnement du Soleil, empêcher la glace de fondre et l'océan de se réchauffer. La glace elle-même agit comme une barrière entre l'atmosphère et l'océan. Son élimination pourrait modifier les schémas de circulation qui atteignent les parties les plus tempérées du globe. Les nouvelles informations pourraient améliorer les modèles climatiques, ainsi que conduire à des prévisions de navigation maritime plus précises, elle a dit.

L'idée d'aligner les deux satellites circule parmi la communauté scientifique des glaces depuis le lancement de CryoSat-2 en 2010, lorsque ICESat-2 était encore en phase de développement, dit Tom Neumann, Scientifique du projet ICESat-2 à la NASA Goddard.

"Cela ouvre de nouvelles possibilités scientifiques qui n'étaient pas possibles avec l'une ou l'autre mission indépendamment, en particulier pour la science de la glace de mer, " a déclaré Neumann. " C'est un effort de base, promu par les scientifiques et les ingénieurs demandant s'il y avait un moyen de faire en sorte que cela se produise. »

L'équipe des opérations aériennes de CryoSat-2 a jeté un coup d'œil et après des mois d'analyse de la dynamique orbitale, a élaboré un plan. Le satellite européen orbite beaucoup plus haut et plus lentement que le satellite américain, donc ils ne pouvaient pas simplement se suivre en tandem, dit Ignacio Clerigo, Responsable des opérations du vaisseau spatial de CryoSat-2. Au lieu, ils ont réalisé qu'ils pouvaient augmenter l'altitude du vaisseau spatial d'un peu plus d'un demi-mile (900 mètres), à travers une série de 15 brûlures de propulseur chronométrées avec précision, puis les deux satellites se chevaucheraient toutes les 19 orbites de CryoSat-2 et 20 orbites d'ICESat-2. Les chevauchements se situent principalement au-dessus de l'Arctique; prochain été de l'hémisphère nord L'ESA pourrait à nouveau modifier précisément l'orbite avec une autre série de manœuvres pour se concentrer sur l'Antarctique pendant l'hiver de cette région.

"C'est un défi, pas à cause des manœuvres elles-mêmes, mais en raison du calendrier serré, " Clerigo a déclaré. "Nous avons des activités continues pendant deux semaines. Chaque étape dépend de la précédente et si quelque chose ne se passe pas comme prévu, nous devrons replanifier rapidement pour atteindre l'orbite cible."