Pronaos a été à la base du développement d’Herschel pour observer les objets les plus froids de l’univers. Archéops, le précurseur de Planck pour scruter la voute céleste. Euso Ballon – quant à lui – préfigure Mini-Euso, un détecteur qui sera embarqué à bord de l’ISS. Tour d’horizon de la stratosphère !
Pronaos : la genèse d’Herschel
Pronaos est un télescope de 2 mètres embarqué sous un ballon stratosphérique, développé et utilisé de 1986 à 1999. « On peut dire que Pronaos a été le précurseur du télescope spatial Herschel sur le plan des mesures effectuées », explique Jean-Philippe Bernard, directeur de recherche au CNRS. « De plus, grâce à ses vols, on a appris beaucoup sur les matériaux à utiliser pour les miroirs des satellites, comme pour celui de Planck. Mais ce n’est pas tout. Pronaos avait par exemple observé les 1ers cœurs froids 10 ans auparavant. Cet avantage stratégique en matière de recherche a permis aux scientifiques impliqués de programmer une mission d’observation satellite spécifique avec le satellite Herschel.» conclut-il.
Archéops : l’ancêtre de Planck
Planck a été conçu avec le même objectif qu’Archéops 10 années auparavant : scruter la voûte céleste afin d'analyser le fond diffus cosmologique, cette lumière émise 380 000 ans seulement après le Big-Bang. L’instrument embarqué est là encore sensiblement le même entre le ballon et le satellite : un télescope de 1,5 m de diamètre. « Grâce à Archéops, on a par exemple découvert qu’un signal parasite provenant de l’optique du télescope pouvait se superposer aux données. Cela nous a permis de ne pas reporter ce défaut sur le satellite Planck » précise Jean-Philippe Bernard.
Plus que la seule duplication d’instruments scientifiques entre ballons et satellites, cette phase préliminaire permet également de capitaliser sur le traitement des données et sur l’expertise des équipes transverses entre ces 2 univers complémentaires.
La réalité en vol n’est jamais celle que l’on prévoit au niveau technique ou que l’on teste uniquement en laboratoire. D’où l’intérêt des tests grandeur nature grâce aux vols sous ballons.
Jean-Philippe Bernard, directeur de recherche au CNRS
Euso Ballon : entre présent et futur
A l’heure où Euso-Ballon vient de finir son 2nd vol au large de l’île de Pâques, son détecteur se tourne déjà vers l’avenir. « L’objectif d’Euso-Ballon est de démontrer la possibilité de détecter les rayons cosmiques qui pénètrent dans l’atmosphère terrestre depuis l’espace », explique Jean Evrard, expert ballons et nacelles au CNES. « Mini-Euso, comme son nom l’indique, comportera un détecteur similaire à celui du ballon initial, mais avec une optique réduite. Ce petit télescope - qui embarquera à bord de l’ISS d’ici fin 2017 – traquera l’arrivée de rayons cosmiques et produira une carte UV de la Terre en haute résolution.»
Si un ballon ne se cache pas systématiquement derrière chaque satellite, leur utilisation en amont est souvent un plus, tant sur le plan des instruments que sur le plan de l’expertise humaine. Et c’est scientifiquement prouvé !
Pour une expérience, ballon ou satellite ?
Pour l’étude de certaines propriétés de l’atmosphère ou certains domaines de l’astronomie, les ballons peuvent se montrer mieux adaptés et/ou plus efficaces que les avions, ou encore les fusées sondes, et complémentaires des satellites, c’est pourquoi ils sont très prisés des scientifiques. Ils sont les seuls à pouvoir sonder certaines parties de l’atmosphère, comme la stratosphère, trop élevée pour les avions et observées de haut avec une moins bonne résolution par les satellites. Ils complètent les observations satellitaires et les mesures faites à partir du sol (où certains rayonnements ne sont pas accessibles) ; l’apport des ballons est donc très significatif pour les scientifiques. L’utilité des mesures sous ballons tient principalement au fait que les ballons peuvent au choix, soit se placer et rester juste en haut de la stratosphère, soit traverser lentement les différents couches de l’atmosphère pour les caractériser, ou simplement mesurer les vents à différents niveaux, mesures in situ impossibles pour les avions et les satellites. Les ballons peuvent faire des mesures dans le milieu d’intérêt continues sur une période donnée et permettre des vols plus fréquents que les satellites. Ils permettent même de faire revoler une expérience après récupération et amélioration de ses capteurs. Ceci permet un suivi plus rapproché de l’évolution de l‘atmosphère et du climat, mais aussi une évolution plus rapide des technologies disponibles pour la compréhension de l’Univers.
Le CNES et les ballons stratosphériques
Depuis plus de 50 ans, le CNES entretient une activité « ballons », une des plus importantes au monde. Il s’agit de faire voler principalement des ballons « libres », seulement portés par les vents et sans lien physique avec le sol, qui n’emportent jamais de passager mais uniquement des appareils au fonctionnement automatique.
