Vue d’artiste de l’expérience sur les ondes atmosphériques (AWE) de la NASA, cartographiant les propriétés des ondes de gravité mésosphériques globales. En analysant la lueur aérienne de la mésopause, AWE fera progresser nos connaissances sur l’impact des ondes de gravité atmosphériques sur la météo spatiale et les communications par satellite. Crédit : NASA
NASALa mission AWE de , dont le lancement est prévu vers l’ISS, examinera les ondes atmosphériques et leurs effets sur la météo spatiale grâce à la lueur naturelle de l’air de la Terre, éclairant ainsi les futures communications et suivis par satellite.
La mission Atmospheric Waves Experiment, ou AWE, de la NASA devrait être lancée vers le Station spatiale internationale (ISS) le 9 novembre 2023, où elle utilisera une lueur naturelle et éthérée dans le ciel terrestre pour étudier les ondes de l’atmosphère de notre planète.
Conception et objectif d’AWE
Construit par le laboratoire de dynamique spatiale de l’Université d’État de l’Utah à North Logan, dans l’Utah, l’AWE sera monté à l’extérieur de la station spatiale. Depuis ce perchoir, AWE regardera vers la Terre, traquant les ondulations de l’air connues sous le nom d’ondes de gravité atmosphérique (AGW).
Provenant principalement des niveaux les plus bas de l’atmosphère, les AGW peuvent être provoqués par des événements météorologiques violents tels que des tornades, des ouragans ou même des orages. Ces événements météorologiques peuvent momentanément pousser des poches d’air à haute densité vers le haut dans l’atmosphère avant que l’air ne redescende. Ce mouvement de haut en bas laisse souvent derrière lui des ondulations distinctives dans les nuages.
Étudier les AGW et la météo spatiale
Les AGW s’étendent jusqu’à l’espace, où elles contribuent à ce que l’on appelle la météorologie spatiale – l’échange tumultueux d’énergie dans la zone entourant notre planète qui peut perturber les signaux des satellites et des communications. AWE mesurera les AGW au niveau d’une couche atmosphérique qui commence à environ 87 kilomètres d’altitude, connue sous le nom de mésopause.
Cette photo montre des exemples de configurations nuageuses causées par les ondes de gravité atmosphérique (AGW). L’air plus chaud et plus dense provenant du bas de l’atmosphère retient plus d’eau, de sorte que lorsque les événements météorologiques comme le vent et les tempêtes poussent ces poches d’air vers des altitudes plus élevées, cette eau forme des nuages au sommet de ces vagues. Crédit : Avec l’aimable autorisation d’Alexa Halford
« C’est la première fois que les AGW, en particulier à petite échelle, seront mesurées globalement à la mésopause, la porte d’entrée de l’espace », a déclaré Michael Taylor, professeur de physique à l’Université d’État de l’Utah et chercheur principal de la mission. « Plus important encore, c’est la première fois que nous pourrons quantifier les impacts des AGW sur la météo spatiale. »
Airglow et la méthodologie d’AWE
À la mésopause, où AWE effectuera ses mesures, les AGW sont révélées par des bandes de lumière colorées dans notre atmosphère appelées airglow. AWE « verra » ces ondes en enregistrant les variations de la lueur de l’air dans la lumière infrarouge, une gamme de longueurs d’onde trop longue pour que les yeux humains puissent la voir. À ces altitudes, notre atmosphère atteint ses températures les plus froides, atteignant -150 degrés. Fahrenheit (-101 degrés Celsius) – et la faible lueur de la lumière infrarouge est la plus brillante.
En observant la lueur infrarouge devenir plus brillante et plus faible à mesure que les ondes la traversent, AWE permettra aux scientifiques de calculer la taille, la puissance et la dispersion des AGW comme jamais auparavant. Il a également été conçu pour détecter des AGW plus petits, détectant des ondulations à courte échelle dans la lueur de l’air que les missions précédentes auraient manquées.
« AWE sera capable de résoudre les ondes à des échelles horizontales plus fines que celles que les satellites peuvent habituellement voir à ces altitudes, ce qui rend la mission unique », a déclaré Ruth Lieberman, scientifique de la mission AWE au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. .
Instrumentation et certification d’AWE
Depuis son point d’observation sur la station spatiale, l’instrument Advanced Mesospheric Temperature Mapper (AMTM) d’AWE scannera la mésopause en dessous. L’AMTM d’AWE se compose de quatre télescopes identiques, qui constituent ensemble un radiomètre imageur à large champ de vision, un instrument qui mesure la luminosité de la lumière dans des plages de longueurs d’onde spécifiques. La luminosité relative de différentes longueurs d’onde peut être utilisée pour créer des cartes de température, qui à leur tour révèlent comment les AGW se déplacent dans l’atmosphère. Il s’agira de l’étude la plus approfondie jamais réalisée sur les AGW et leurs effets sur la haute atmosphère.
Alors qu’une charge utile se dirigeait vers la station spatiale, l’AWE devait procéder à quatre examens de sécurité cruciaux. La mission a été certifiée avec succès en tant que charge utile de station lors de son dernier examen en juillet 2023. Une partie de cette certification impliquait des tests « tranchants » avec des gants d’astronaute pour garantir la sécurité lors de l’installation et de la maintenance d’AWE à l’extérieur de la station spatiale.
L’avenir de la recherche d’AWE
AWE est la première mission de la NASA à tenter ce type de science pour mieux comprendre comment les interactions météorologiques terrestres et spatiales peuvent affecter les communications par satellite et le suivi en orbite.
Suite à l’installation d’AWE sur la Station spatiale internationale, l’objectif de l’équipe sera de partager les données et les résultats de l’instrument avec la communauté scientifique et le public.
