Publié le 03 juillet 2024

Ballons : traverser l’Atlantique à la force des vents

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Avec TRANSAT 2024, le CNES lâchera pour la première fois un BSO dont l’objectif est de traverser l’Atlantique. Un défi technique et une démonstration de la polyvalence de ce type d'aérostats.
Ballon stratosphérique ouvert (BSO) et son ballon auxiliaire prêts pour le lâcher sur la base d'Esrange (Suède) lors de la campagne Klimat 2021
© CNES/PRODIGIMA/GABORIAUD Romain, 2021

Publié le 30 avril 2024

 

C’est sur les hautes latitudes de la Suède, au milieu des forêts de pins, que se déroulera en juin prochain, la campagne de lâchers de ballons stratosphériques ouverts (BSO) TRANSAT 2024. Organisée par le CNES depuis la base d’Esrange à Kiruna, cette nouvelle campagne prévoit la mise en œuvre de trois BSO.

Ecusson de la campagne TRANSAT 2024

Les trois vols, nommés Sapheraller, Transat et Atmosfer, embarqueront à bord de leur nacelle un total de 25 instruments et expériences scientifiques.

Développées et opérées par des laboratoires français et internationaux, ces différentes charges utiles interviendront dans les domaines de l’observation de la Terre et des sciences de l’Univers avec l’étude des nuages et des particules en altitude, ou encore l’étude des flux de radiations et leurs impacts sur le vivant et l’électronique.

Au-delà d’une campagne de lâchers scientifiques, TRANSAT 2024 constitue un challenge pour les équipes de ballonniers du CNES.

Cette campagne implique une organisation d’envergure avec le transport d’environ 90 tonnes de matériel de la France vers la Suède. Ces équipements nous serviront sur place à intégrer, avec les scientifiques, les instruments aux nacelles, mais aussi à suivre les vols des différents ballons grâce au déploiement d’une salle de contrôle. Cette dernière sera particulièrement utile pour le vol Transat qui traversera l’Atlantique à 40 kilomètres d’altitude.

Stéphane Louvel, sous-directeur adjoint Ballons du CNES et chef de la campagne TRANSAT 2024

Portrait de Stéphane Louvel, 2023

Une première et un défi pour les équipes Ballons au CNES

L’objectif du vol transatlantique est de démontrer la capacité des équipes françaises à mettre en œuvre un BSO sur une longue durée. Ce ballon, d’une masse imposante de 2,9 tonnes, sera équipé d’une enveloppe de plus de 800.000 m3, près de 6 fois le volume de l’Arc de Triomphe. Il traversera l’océan Atlantique grâce aux vents d’Est en Ouest, survolera le Groenland, avant de s’arrêter dans le grand nord Canadien où l’enveloppe du ballon et sa nacelle, seront récupérer par une équipe franco-canadienne menée par l’Agence Spatiale Canadienne (ASC).

Sécurité, communication, énergie, météorologie… la préparation d’un vol si audacieux ne peut être laissée au hasard et Stéphane Louvel l’a bien compris. Le chef de mission explique les défis du vol et les systèmes développés pour cette démonstration :
« Pour Transat, l’un de nos principaux challenges est de pouvoir suivre finement la progression du vol et interagir avec les instruments scientifiques à bord, même au-dessus de l’océan ou dans les régions les plus éloignées des stations de suivi. Pour combler ce manque de liaison, le CNES a déployé une station déportée à Kangerlussuaq sur la côte Ouest du Groenland. Nous avons aussi doublé nos liaisons bord-sol grâce à l’ajout d’un lien satellite Inmarsat en redondance des liens Iridium déjà en place sur notre nacelle de servitude opérationnelle.
L’autonomie de vol des nacelles charges utiles a aussi été repensée avec le développement d’un système d’énergie renouvelable à bord. Ce système, nommé Medor, nous permet de déployer des panneaux solaires sous la nacelle. Il est installé sur un axe de rotation horizontal afin de constamment pointer vers le Soleil et de fournir le rendement énergétique attendu par les instruments scientifiques, tout en limitant le nombre de batteries embarquées. »

Déploiement du MEcanisme de Déploiement et d'ORientation en azimut (MEDOR) lors d’un vol à 40 km d’altitude en 2023
Déploiement du MEcanisme de Déploiement et d'ORientation en azimut (MEDOR) lors d’un vol à 40 km d’altitude. © CNES, 2023

Le vol transatlantique d’un BSO, dont l’enveloppe en polyéthylène ne mesure que 15 microns d’épaisseur - quatre fois moins qu’un cheveu ! - offrira l’occasion de démontrer la robustesse de ce type de ballon face au rayonnement. Il devrait également confirmer la capacité de ces vols à réaliser des mesures scientifiques sur une large fenêtre spatiale dans la haute stratosphère, et ainsi s’émanciper des mesures verticale habituelles sur des zones données de la stratosphère.

Aujourd’hui, les équipes sont à pied d’œuvre pour terminer les préparatifs nécessaires au déploiement de cette campagne en juin prochain.

Stéphane Louvel conclut : « Qualification des nouveaux moyens comme les liaisons bord-sol, essais et répétitions de lâchers sur notre site d’Aire-sur-l’Adour, finalisation des dossiers de sauvegarde pour les autorisations de vol : il nous reste encore beaucoup à faire pour assurer le bon déroulement de ces opérations … en réalité, la campagne a déjà commencé. »

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