Grâce à des ballons stratosphériques, la Terre peut être observée depuis une altitude pouvant atteindre environ 40 kilomètres, ce qui permet de collecter des données atmosphériques importantes. Au cours de la campagne Strato-Science 2025 menée cette année à Timmins, au Canada, des chercheurs du Centre aérospatial allemand (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt ; DLR) ont pu envoyer l’OSAS-B (spectromètre à oxygène pour la science atmosphérique sur ballon) en vol stratosphérique.
La campagne Strato-Science 2025 a été organisée par l’agence spatiale française (Centre National d’Études Spatiales ; CNES) et l’Agence spatiale canadienne (CSA).
L’atmosphère terrestre influence la durée de vie des satellites
L’exploration des différentes couches de l’atmosphère terrestre est un aspect essentiel de la recherche spatiale et joue un rôle particulier dans le développement et l’exploitation des satellites.
L’influence du rayonnement UV du Soleil sur les différentes couches de l’atmosphère est cruciale. Dans les couches supérieures – la mésosphère et la thermosphère – le rayonnement UV intense crée des atomes d’oxygène libres qui influencent les processus chimiques ainsi que les propriétés physiques de l’atmosphère. Cet « oxygène atomique » est très corrosif et dégrade les matériaux tels que l’aluminium et les plastiques utilisés dans les satellites, ce qui a un impact direct sur leur période orbitale et leur durée de vie.
La chimie de la haute atmosphère est façonnée par l’oxygène atomique, dont la concentration dépend du rayonnement solaire. Ces données sont particulièrement importantes pour la recherche atmosphérique et climatique, ainsi que pour la prévision de la météo spatiale.
Premières mesures à partir d’un ballon stratosphérique
Développé par l’Institut de recherche spatiale du DLR, OSAS-B est le seul instrument au monde capable de détecter directement la concentration d’oxygène atomique dans la mésosphère et la thermosphère terrestres, à des altitudes comprises entre environ 80 et plusieurs centaines de kilomètres. Il mesure l’émission d’oxygène atomique avec une haute résolution spectrale à des fréquences de 2,1 térahertz et 4,7 térahertz.
L’utilisation des deux canaux de fréquence garantit des mesures encore plus précises.Au cours du vol de 14 heures à une altitude de 31 kilomètres, les deux raies d’émission de l’oxygène atomique ont été mesurées pour la première fois à partir d’un ballon stratosphérique.
« Les efforts consacrés au développement de l’OSAS-B ont été largement récompensés : l’instrument a fonctionné sans faille pendant tout le vol et nous a fourni des spectres de haute qualité des deux raies térahertz », indique Martin Wienold, chef du projet OSAS-B au DLR.
« Ces mesures contribuent à une meilleure compréhension de la haute atmosphère. Elles soutiennent également la mission satellite Keystone actuellement planifiée par l’ESA », ajoute Heinz-Wilhelm Hübers, directeur de l’Institut de recherche spatiale du DLR et responsable scientifique d’OSAS-B. « La coopération et le soutien de nos collègues du CNES et du CSA ont été exceptionnels et essentiels au succès de ce vol stratosphérique. Nous tenons à leur exprimer nos sincères remerciements. »
Source : DLR
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