La transmission atmosphérique et le vol en ballon
La transmission atmosphérique
L'atmosphère est opaque dans le domaine du submillimétrique surtout à
cause de la vapeur d'eau. En effet, pour les longueurs
d'onde/fréquences qui nous
intéressent (entre 2,5 et 2,7 THz) les signaux sont absorbés par
l'atmosphère avant d'atteindre la surface de la Terre. Idéalement, il
faudrait observer depuis l'espace avec un satellite, mais une
alternative moins chère et plus rapide à réaliser consiste en des vols
en ballon. A une altitude de 40 km (stratosphère), il reste peu de
vapeur d'eau et la transmission est presque parfaite (voyez la figure,
qui montre la transmission entre 2,4 et 2,8 THz en fonction de
l'altitude). Seuls les signaux à quelques fréquences de transitions
rotationnelles de molécules comme O
2 et H
2O
sont encore totalement absorbés.
Transmission atmosphèrique de des altitudes différentes
Le vol en ballon
Pour transporter l'instrument CIDRE, on prévoie d'utiliser un ballon
stratosphérique ouvert du
CNES
(Centre national d’études spatiales) qui permettra d'élever
l'ensemble (instrument,
télescope et nacelle) à environ 40 km d'altitude pendant environ 24h.
Un ballon stratosphérique ouvert (BSO) est une enveloppe remplie d'un
gaz plus léger que l'air (hélium ou hydrogène). Le ballon est dit
ouvert car l'enveloppe communique avec l'extérieur par sa partie
inférieure afin d'évacuer le gaz en excédent.
Ainsi, le gaz n'est jamais sous pression : on peut fabriquer
l'enveloppe avec des matériaux peu résistants et très légers. Il est
possible de réaliser des ballons de très grand volume pouvant atteindre
des altitudes élevées et pouvant emporter des charges très lourdes
(jusqu'à 2 tonnes). Voyez aussi
la page ballon du CNES.
Il serait intéressant d'effectuer deux vols en ballon : un
dans l'hémisphère nord (suggestion du site de Kiruna en Suède) et un
autre dans l'hémisphère sud (site de Teresina au Brésil) Chaque vol
devrait durer au moins 24 heures.
Avec les capacités du récepteur attendues il faudra une heure par
transition et par source. Cela représenterait soit la cartographie
d'une région de quelques minutes d'arc, soit l'intégration longue
d'un signal faible, soit une étude pour quelques fréquences précises.
Pour chaque vol, en prenant en compte les vérifications techniques, le
pointage et la focalisation, normalement 10 sources pourraient être
étudiées avec deux raies, ou 20 pour une seule.
Les sites
Les sites choisis pour les observations avec CIDRE sont des lieux
communément utilisés par le CNES pour ses campagnes des ballons
stratosphériques.
Le site de Kiruna en Suède:
Le site de Teresina au Brésil:
