Un satellite de la NASA qui sera bientôt lancé sera en mesure de prendre en compte beaucoup plus d’eau sur notre planète sans avoir à extrapoler à partir d’ensembles de données géographiquement limités.
Avant l’invention de l’interféromètre radar en bande Ka, ou KaRIn, cela n’était pas possible, la NASA a dit. Après des années de travail, l’agence spatiale estime que KaRIn et le satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) qui le transportera sont prêts à mesurer avec 10 fois la précision des systèmes plus anciens.
KaRIn a été conçu pour mesurer la hauteur de l’eau dans les environnements d’eau douce et d’océan, ce qui, selon la NASA, l’aidera à comprendre les changements dans le comportement des masses d’eau à la suite du changement climatique.
Une fois déployés, SWOT et KaRIn pourront mesurer les courants et les tourbillons dans l’océan d’une largeur inférieure à 20 km. Cette résolution plus élevée permettra aux scientifiques de la NASA de mesurer enfin des structures dans l’océan à une échelle inférieure à 100 km, ce qui, selon elle, est l’endroit où la majeure partie de l’énergie de l’océan est mélangée et transportée.
Il ne s’agira pas seulement de mesurer les océans non plus. KaRIn et SWOT seront également formés sur les plans d’eau douce, comme les lacs et les rivières, pour lesquels les données manquent en raison de leur petite taille.
Selon la NASA, les chercheurs ne disposent de bonnes données que pour quelques milliers de lacs dans le monde, et SWOT augmentera ce nombre à plus d’un million. “Pour l’eau douce, ce sera un bond en avant en termes de connaissances”, a déclaré Daniel Esteban-Fernandez, responsable de l’instrument KaRIn au JPL de la NASA.
KaRIn a été conçu en collaboration par la NASA, l’agence spatiale française CNES, l’Agence spatiale canadienne et l’Agence spatiale britannique.
KaRIn voit en stéréo
SWOT devrait être lancé le 15 décembre et donnera aux scientifiques la première chance de mesurer le comportement des masses d’eau autrement qu’en extrapolant à partir de traces étroites de la Terre capturées par des capteurs à basse résolution.
Au lieu d’un seul capteur, il y a deux KaRIns montés sur une paire de bras de flèche de 33 pieds (10 mètres). En raison de leur distance, KaRIn peut collecter des données sur une bande de terre de 30 miles (50 km) de chaque côté de SWOT.
L’appariement des capteurs KaRIn signifie qu’il voit de manière stéréoscopique et que les signaux renvoyés à SWOT arrivent avec une différence de phase de vue. “En utilisant cette différence de phase, la distance entre les deux antennes et la longueur d’onde du radar, les chercheurs peuvent calculer la hauteur de l’eau que KaRIn regarde”, a déclaré la NASA.
L’équipe de la NASA a déclaré qu’elle devait faire plusieurs autres percées technologiques afin de rendre KaRIn et SWOT opérationnels, comme s’assurer que le satellite reste stable et que toute inclinaison d’un côté est prise en compte pour éviter les mauvaises lectures. Cela se fait avec un gyroscope embarqué.
La puissance était également une préoccupation car chaque impulsion radar KaRIn nécessite 1,5 kW d’électricité, et les concepteurs ont donc également dû tenir compte des exigences de haute tension. “Ceux-là et une multitude d’autres défis” ont fait obstacle au projet, a déclaré la NASA, mais maintenant qu’il est terminé et prêt à être lancé, SWOT et KaRIn donneront à la NASA une capacité dont elle avait besoin, mais qui lui manquait.
“KaRIn mettra sur la table quelque chose qui n’existait tout simplement pas auparavant”, a déclaré Esteban-Fernandez.
Le “pourquoi” de KaRIn
Avec des mesures antérieures de masse d’eau limitées dans leur portée et de nature inférentielle, les scientifiques ont une compréhension étonnamment médiocre de la façon dont l’eau affecte et est affectée par le changement climatique.
La NASA décrit la compréhension de la circulation à petite échelle dans les océans de la Terre comme “mauvaise”, ce qui signifie que la communauté scientifique ne comprend pas vraiment comment les courants transportent la chaleur générée par le carbone dans les couches profondes de l’océan. Avant SWOT, les scientifiques étaient incapables de mesurer les “tourbillons sous-méso-échelle” qui génèrent des courants majeurs et seraient responsables de ce mouvement de chaleur.
“En savoir plus sur ce processus est essentiel pour comprendre le changement climatique mondial”, a déclaré la NASA. a dit.
Comme mentionné ci-dessus, les mesures de l’eau douce ont longtemps fait défaut, et SWOT/KaRIn aidera également à changer cela. De telles mesures sont importantes, a déclaré la NASA, car elles nous aideront à comprendre les variations temporelles et spatiales du volume d’eau, ce qui à son tour améliorera la compréhension de la rareté de l’eau douce.
SWOT prendra des images des emplacements cibles “en moyenne deux fois tous les 21 jours”. Ces mesures régulières donneront aux chercheurs de nouveaux types de données traçables pour aider à “se préparer à d’importants risques liés à l’eau tels que les inondations et les sécheresses” qui seraient en augmentation, ainsi qu’à d’autres formes de conditions météorologiques imprévisibles, grâce au changement climatique. ®
