Station météorologique – Lidar

Observation de la météorologie et du climat martiens à la façon canadienne

Lidar de Phoenix

Simulation de l'instrument lidar canadien en action (Source : Laboratoire de recherche sur la propulsion de la NASA, Université de l'Arizona)

À l'instar d'un robot scientifique, Phoenix a recherché de l'eau dans le sol de Mars, analysé la composition chimique et minéralogique du terrain et étudié l'atmosphère. La station météorologique de conception canadienne reposait sur la plateforme supérieure du vaisseau spatial. Elle a suivi au quotidien l'évolution de la météorologie ainsi que les variations saisonnières du climat à l'aide d'un réflecteur laser et d'une série de capteurs pour la température, le vent et la pression.

Module d'instruments de météorologie

Le lidar : un laser pour la veille météorologique

Lidar canadien

L'instrument lidar canadien (Source : NASA / JPL / U. Arizona / Lockheed Martin).

MDA Space Systems de Brampton en Ontario, qui a travaillé en collaboration avec l'entreprise Optech de Toronto, était l'entrepreneur principal chargé de l'instrument lidar (détection et télémétrie par ondes lumineuses) qui avait la taille d'une boîte à chaussures. Le lidar émettait dans l'atmosphère un faisceau de lumière laser aussi fin qu'un crayon, dont les impulsions se réfléchissaient sur les nuages et la poussière atmosphérique en altitude. Les impulsions lumineuses étaient alors réfléchies vers l'atterrisseur et recueillies par un télescope optique de 10 centimètres intégré au système du lidar. Les données obtenues ont permis de déterminer la composition, le mouvement et la taille des nuages et des particules au-dessus de l'atterrisseur.

Pour qu'il puisse traverser la majeure partie de l'atmosphère ténue, le laser était pointé vers le haut et fonctionnait dans deux longueurs d'ondes différentes de manière à obtenir des mesures précises de la hauteur des nuages à 10 mètres près. L'équipe scientifique canadienne activait le laser pendant des périodes de 15 minutes quatre fois par jour dans le but de définir à quelle heure du jour les nuages commençaient à se former au-dessus du site d'atterrissage et de déterminer s'il y avait formation de nuages à différentes altitudes à certains moments de la journée. Malgré une alimentation en énergie de seulement 30 watts (capacité maximale pointant à 40 watts), comparable à celle d'une ampoule électrique, le lidar pouvait émettre jusqu'à 20 kilomètres d'altitude dans l'atmosphère martienne.

En balayant et en sondant aussi minutieusement et pour la première fois le ciel au-dessus du pôle martien depuis le sol, les chercheurs canadiens ont pu observer divers phénomènes atmosphériques comme jamais auparavant. Ils pouvaient voir des nuages de glace et de poussière, du brouillard au sol et même des tourbillons de poussière balayer le site d'atterrissage. Les chercheurs utilisent ces données uniques sur la région polaire de la planète rouge pour mieux comprendre les rouages internes des cycles de l'eau qui passe de l'état de glace à la surface à l'état de vapeur dans l'atmosphère.