ATLAS : à quoi va servir le laser le plus puissant mis en orbite autour de la Terre par la Nasa ?

ICESat-2 a décollé avec succès du sol californien à 9h (heure locale) le 15 septembre 2018. Le « Ice, Cloud and land Elevation Satellite » (satellite glace, nuage et altitude) a été mis en orbite par une fusée Delta II, a confirmé la Nasa dans un communiqué le jour du lancement.

Le satellite a embarqué avec lui un unique instrument, baptisé ATLAS (« Advanced Typographic Laser Altimeter System ») : il est, à ce jour, le laser le plus avancé jamais placé en orbite autour de la Terre. Positionné à 460 km d’altitude en moyenne, il devrait être activé environ deux semaines après les premiers tests menés par la Nasa. « Ensuite, le satellite commencera à travailler sur son objectif scientifique », précise l’agence spatiale américaine : analyser dans quelle mesure la fonte des glaces contribue à faire monter le niveau des océans.

Mais pourquoi est-il si important ?

Comme le mentionne Le Monde, le dispositif permettra d’en finir avec l’absence de données à laquelle la Nasa a dû faire face pendant presque 10 ans, lorsque l’agence n’avait plus aucun instrument en orbite pour mesurer la fonte des glaces engendrée par le réchauffement climatique. La mission qui doit être assurée par le satellite ICESat-2 et son laser est estimée à 1 milliard de dollars.

Les vérifications sur la structure du satellite, en mai 2014.

Source : NASA's Goddard Space Flight Center/Kate Ramsayer

Ce satellite prend la relève de la mission ICESat, lancée en 2003 par la Nasa  : son laser mesurait déjà la couche de glace du Groenland et de l’Antarctique et a terminé sa mission en 2010. ICESat a donné de précieuses informations aux scientifiques : grâce au satellite, ils ont constaté que la banquise s’affinait et fondait sur les côtes du Groenland et de l’Antarctique.

Avec son satellite successeur, ils font partie du programme Earth Observing System, un groupe de satellites envoyés par la Nasa pour récolter des données sur la Terre (biosphère, atmosphère, océans) pendant de longues périodes de temps.

Une marge d’erreur de la taille d’un crayon

Le laser doit recueillir « suffisamment de données pour estimer le changement de hauteur annuel des calottes glacières des glaces du Groenland et de l’Antarctique, avec une précision de moins de quatre millimètres, soit la largeur d’un crayon », poursuit la Nasa.

Si les scientifiques responsables du projet se disent enthousiasmés par ce lancement, ils attendent surtout le moment à partir duquel le laser recueillera ses premières données, soit à la fin du mois. Ces informations « à haute résolution documenteront les changements des calottes polaires de la Terre », assure la Nasa. La précision des données permettra de « regarder spécifiquement la façon dont la glace évolue sur une seule année », comme l’explique Tom Wagner, un chercheur de la Nasa qui travaille sur la cryosphère.

Le 31 août dernier, l'installation d'un dispositif permettant de mettre en orbite le satellite.

Source : USAF 30th Space Wing/Julio Paz

Comment ce laser fait-il exactement pour mesurer la fonte des glaces ? Sur le site qui permet de suivre la mission assurée par ICESat-2 et ATLAS, on apprend que l’outil « mesure les temps de parcours des émissions laser pour calculer la distance entre l’engin spatial et la surface de la Terre ».

20 000 milliards de photons envoyés à chaque impulsion du laser

ATLAS émet de la lumière. À chaque impulsion, le laser envoie environ 20 000 milliards de photons, destinés à mesurer les superficies de glaces couvrant la Terre. Il devra ensuite récupérer les photons qui lui sont renvoyés — seulement une douzaine — dans son télescope et enregistrer le temps qu’il a fallu à ces photos pour revenir vers lui.

ATLAS embarque deux lasers : le laser principal et un de remplacement. Le faisceau vert envoyé par l’appareil est bien plus rapide et fréquent que celui de l’ancien ICESat : quand l’outil de son prédécesseur envoyait 40 impulsions par secondes, celui d’ICESat-2 en envoie 10 000.