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Mission de cartographie de l'Antarctique (MCA)
- Parlons de la MCA
- Participants
- Avantages et possibilités scientifiques
- Images du pôle Sud
- Une visite guidée de 2000 kilomètres en Antarctique
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L'image ci-dessus est une version à faible résolution de la première mosaïque complète et uniforme de l'Antarctique créée à partir d'images radar à synthèse d'ouverture. Elles ont été acquises par le satellite canadien RADARSAT-1 entre septembre et octobre 1997 dans le cadre de la Mission de cartographie de l'Antarctique, une collaboration entre la NASA et l'Agence spatiale canadienne pour réaliser une cartographie complète de l'Antarctique.
La mosaïque a été créée par le Byrd Polar Research Center à l'aide d'un système mis au point par Vexcel Corporation. Toutes les données brutes ont été transformées en images par l'Alaska SAR Facility, tandis que le Jet Propulsion Laboratory a établi le plan d'acquisition des données. La National Science Foundation et la National Imagery and Mapping Agency ont également contribués au projet.
La mosaïque à 125 mètres de résolution est disponible sur le site de l'ASC.
D’autres versions et des données complémentaires sont disponibles sur le site Web de la Byrd Polar Research Center de l’Université de l’Ohio.
Vous trouverez également plus d'informations sur le site de la NASA Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.
Parlons de la MCA
L'Antarctique, une région dont la superficie est égale à celle du Canada et de l'Alaska mis ensemble, n'a jamais été entièrement cartographiée en haute résolution depuis l'espace. La Mission de cartographie de l'Antarctique (MCA) est une mission qui a pour objectif d'en achever la cartographie. Une telle couverture n'était pas possible par les capteurs à haute résolution déjà en place à cause de leur inclinaison orbitale et/ou de la capacité de leurs champs de vision.
RADARSAT a effectué une rotation de 180 degrés afin de permettre au satellite de capter des images à gauche de la trace au sol du satellite, plutôt qu'à la droite de celle-ci, et de diriger le faisceau radar en direction du pôle Sud. Cette manoeuvre fut exécutée entre le 9 et le 11 septembre 1997. La cartographie de l'Antarctique au moyen d'images à haute résolution a débuté le 26 septembre et se poursuivra pendant environ 18 jours. L'exploitation normale en position de visée à droite devrait donc être reprise dès le 4 novembre 1997.
La MCA est un engagement issu de la négociation d'un protocole d'entente international (PEI) conclu avec la NASA et NOAA le 27 février 1991. En contrepartie du lancement de RADARSAT par la NASA, le Canada a convenu d'offrir aux États-Unis la possibilité de recueillir des données SAR en temps réel pour ses propres fins et de réaliser la manoeuvre de rotation à deux reprises au cours de la vie utile de l'engin spatial pour permettre la cartographie du continent antarctique.
Participants
Les partenaires de la Mission de cartographie de l'Antarctique (MCA) comprennent l'Agence spatiale canadienne (ASC) et la NASA. L'ASC est appuyée par le Centre canadien de télédétection (CCT) et MDA Geospatial Services (MDA). La NASA est appuyée par ses propres installations : le Alaska SAR Facility (ASF), le Jet Propulsion Laboratory (JPL) et le Goddard Space Flight Center (GSFC) ainsi que le Byrd Polar Research Center de l'Ohio State University (OSU), Vexcel Corporation, l'Environmental Research Institute of Michigan, la National Science Foundation et la National Imagery and Mapping Agency.
Rôle du Canada
Le Canada, par le biais de l'Agence spatiale canadienne, est responsable de la MCA, de l'étalonnage de la charge utile à chacune des phases d'exploitation, de l'exécution du plan d'acquisition des données de la MCA (préparé par les États-Unis) et de la transmission descendante des données aux stations réceptrices appropriées, c'est-à-dire à la station principale ASF puis aux stations canadiennes de Gatineau (GSS) et de Prince Albert (PASS). La station de réception américaine McMurdo dans l'Antarctique servira également à la réception directe des données de RADARSAT et à leur retransmission à l'ASF via le réseau TDRSS (Tracking and Data Relay Satellite System) des États-Unis. Le plan et la stratégie d'acquisition des données dépendent en grande partie des enregistreurs à bande situés à bord du satellite RADARSAT. Le système Fastscan, développé par la société Array Systems Computing de Toronto, joue un rôle important dans la validation des données acquises et les décisions concernant la nécessité de mettre à jour le plan d'acquisition des données pour assurer l'intégrité de la couverture de l'Antarctique.
Rôle des États-Unis
Le Byrd Polar Research Center de l'Université de l'Ohio (OSU) travaille à la préparation d'une mosaïque numérique de l'Antarctique dans le cadre du NASA Pathfinder Project. Le Jet Propulsion Laboratory est responsable d'un plan d'acquisition de données pendant que l'OSU est responsable de la production d'une mosaïque complète du continent de l'Antarctique dans un délai d'un an et demi après la fin de l'acquisition des données. L'ASF fera le traitement des données en images qui seront ensuite envoyées à l'OSU afin d'être transformées en produits cartographiques en utilisant de l'équipement de pointe conçu par Vexcel Corporation de Boulder, au Colorado. Des produits finis seront distribués par l'ASF et la National Snow and Ice Data Center. La mosaïque et des informations pertinentes seront disponibles sous forme de CD-ROM à toute la communauté scientifique par le biais des centres d'archives actives distribuées (Distributed Active Archive Centers) de la NASA.
Avantages et possibilités scientifiques
La Mission de cartographie de l'Antarctique par RADARSAT est d'une grande importance pour la communauté scientifique puisque cette région contient près de 70 % des réserves d'eau douce de la planète et que toute modification touchant cet immense réservoir a une incidence directe sur le climat et le niveau des eaux dans le monde entier. Une mosaïque d'images numériques à haute résolution de l'inlandsis et des parties non recouvertes du continent sera constituée à partir d'images prises par RADARSAT. La nouvelle carte radar numérique fournira un relevé d'un niveau de précision sans précédent des caractéristiques et du relief de l'inlandsis. Cette carte constituée à partir d'images de RADARSAT aidera les scientifiques à mieux comprendre le comportement dynamique de l'inlandsis ainsi que les répercussions de l'activité humaine sur le continent austral.
Les données de la Mission de cartographie de l'Antarctique par RADARSAT serviront également de point de repère relativement à la vérification des prévisions touchant les conséquences du réchauffement du globe sur l'inlandsis et ses plateformes, certaines d'entre elles ayant depuis peu rétréci rapidement, particulièrement dans la péninsule antarctique. À l'aide des images à haute résolution fournies par RADARSAT, les scientifiques seront pour la première fois en mesure d'examiner, à l'échelle continentale, les effets des processus géologiques, glaciologiques et climatologiques complexes se déroulant en Antarctique.
Glaciologie
La MCA permettra d’étudier la dynamique et la variabilité de la nappe glaciaire de l'Antarctique, y compris des régions comme les plateformes de glace Wordie et Largen dont on a constaté récemment le recul inexpliqué et quasi catastrophique.
Les autres possibilités se rapportent aux aspects suivants :
- Régimes de la nappe glaciaire/écoulement fluviatile (écoulement glaciaire rapide, caractéristiques reliques, glaciers émissaires)
- Stabilité de la nappe glaciaire de l’Antarctique oriental (lignes d’ancrage, vitesses superficielles)
- Bilan de masse de la nappe glaciaire (vitesses de vêlage, rives de la nappe glaciaire, topographie)
- Régimes de fonte superficielle
Géologie
Les applications géologiques comprendront la cartographie à grande échelle des failles, des caractéristiques volcaniques et des processus d’orogénèse :
- Soulèvement des chaînes transantarctiques (cartographie des failles et des linéaments)
- Historique de la subduction sous la péninsule antarctique
- Cartographie géologique (formation de sirius)
- Volcanologie
Géomorphologie
Historique de la glaciation (moraines, plages soulevées)
Exploration
Les cartes numériques offriront une possibilité sans précédent d’étudier de nombreuses régions inexplorées du continent austral.
En outre, des scientifiques d'un grand nombre de pays soucieux de la protection et du mode d'exploitation de l'Antarctique, conformément au Système du traité Antarctique, se réjouiront de pouvoir obtenir ce précieux ensemble de données.
Images du pôle Sud
Date
Titre
Versions agrandies
Image à haute incidence 4
Cette image montre de nombreux glaciers émissaires découpant les chaînes de montagnes transantarctiques dans le nord de la terre Victoria. Les glaciers forment plusieurs langues glaciaires qui se jettent dans la mer de Ross encombrée de glace. Les icebergs issus du vêlage de langues glaciaires comme celles-ci représentent un important mécanisme de décharge des glaces de l'intérieur de l'Antarctique vers l'océan.
Image standard 2
Image standard 2
Cette image montre une partie de la côte Ingrid Christensen et de la baie de Prydz. Les imposants glaciers à gauche de l'image sont le Polar Times et le Polar Record. Une énorme langue glaciaire s'est détachée du glacier Polar Record pour constituer un iceberg échoué d'environ 25 km de long. Le vêlage d'iceberg est le principal moyen par lequel la glace accumulée à l'intérieur de l'Antarctique se perd finalement en mer. La connaissance de la formation des icebergs est un facteur important dans le calcul du bilan massique de l'inlandsis dont on peut ainsi estimer la progression ou le recul.
Image à haute Incidence
Voici une image radar à haute résolution du pôle Sud de la Terre. Les zones lumineuses correspondent à une structure artificielle faisant partie de la station Amundsen-Scott qui est exploitée par la National Science Foundation des États-Unis. Le site est occupé depuis 1956 et sert à divers types de recherche scientifique (glaciologie, astrophysique, etc.). La présente installation est occupée depuis 1974. L'image radar montre avec précision une grande ligne entre la station et la partie droite supérieure. Il s'agit d'une « route » menant à un poste d'antennes abandonné. Le dôme et les arcades se trouvent dans l'amas lumineux des signaux radar, près de la partie inférieure de la « route ». Directement sous l'amas lumineux, on peut voir une piste d'atterrissage de 4 kilomètres de long qui apparaît comme une bande brillante. Le pôle Sud géographique se trouve entre la piste d'atterrissage et la station. Presque parallèle à la piste, on peut voir une autre bande un peu plus terne. Il s'agit probablement de la piste d'atterrissage qui servait à ravitailler l'ancienne station. En fait, nous avons de bonnes raisons de croire qu'un grand nombre des cibles lumineuses se trouvant entre les deux bandes sont des réflexions de l'ancienne station, maintenant enfouie sous la surface.
Image standard 2
L'image montre la péninsule de Bear, le glacier Smith et une partie du glacier Thwaites situés près de la baie de Pine Island (106° O et 75° S). Cette région a d'abord été cartographiée vers la fin des années 1940 dans le cadre de l'Operation High Jump auquel a participé l'amiral Byrd. Le glacier Thwaites draine environ 7 % de l'inlandsis de l'Antarctique et cela à une vitesse de presque 3 km par année.
Image standard 2
L'image montre une partie de la côte de la Princesse Ragnhild. La glace qui tourne autour d'une île centrale entraîne la formation de fossés caverneux. L'un de ces fossés se prolonge sur une distance de 30 km sous une plaque de la plateforme de glace qui deviendra éventuellement un iceberg tabulaire typique de l'Antarctique.
Une visite guidée de 2000 kilomètres en Antarctique
Introduction
Bienvenue à bord de RADARSAT. Préparez-vous à effectuer une extraordinaire visite guidée de 2 000 kilomètres au coeur de l'Antarctique.
Votre guide sera M. Ken Jezek, directeur du Byrd Polar Research Center de l'Université de l'État d'Ohio. Vous êtes entre bonnes mains, car M. Jezek étudie cet environnement depuis de nombreuses années et assume le leadership des efforts visant à produire la première carte mosaïque d'images-satellite à haute résolution de l'Antarctique, basée sur les données de RADARSAT.
M. Jezek, le passager est maintenant entre vos mains.
Merci, M. Webmestre.
Bienvenue à bord du satellite RADARSAT. Mais avant de commencer notre voyage, j'aimerais planter le décor pour vous permettre d'apprécier les images qui vont défiler devant vous et vous raconter l'histoire de la découverte de l'Antarctique.
En octobre 1911, le célèbre explorateur norvégien Roald Amundsen quittait sa base établie sur la nappe glaciaire de Ross pour entamer son voyage vers le pôle Sud. Il a atteint la base du glacier Axel Heiberg en novembre et a alors commencé l'ascension du plateau polaire. En décembre 1911, ses trois compagnons et lui ont été les premiers à atteindre le pôle Sud, devançant de quelques semaines seulement l'infortuné explorateur britannique Robert Falcon Scott.
L'aviateur américain Richard E. Byrd a atteint la base Little America en 1929. C'est à cet endroit qu'il a troqué son bateau à voile pour un trimoteur. Survolant la route d'Amundsen en direction du glacier Axel Heiberg, il est devenu le premier homme à atteindre le pôle Sud aux commandes d'un avion.
Et 86 ans après que l'explorateur Amundsen eut trouvé un chemin lui permettant d'atteindre le pôle en traîneaux à chiens, il nous est maintenant possible d'étudier l'immensité de l'Antarctique grâce au remarquable satellite canadien RADARSAT qui a saisi cette fabuleuse image du glacier Axel Heiberg le mois dernier.
Il y a de cela quelques semaines seulement, RADARSAT recueillait la toute première image radar du pôle Sud en tirant profit de deux importantes technologies. Premièrement, RADARSAT peut capter des images pendant la longue nuit polaire, sans égard à l'épaisse couverture nuageuse, caractéristique de la région antarctique. Deuxièmement, on a modifié l'attitude de RADARSAT en orbite pour qu'il puisse, durant une courte période, saisir des images de tout le continent antarctique avant de reprendre ses activités courantes d'observation.
Nous sommes maintenant sur notre point de départ. Assurez-vous que votre ceinture de sécurité est bien attachée, prenez vos aises et préparez-vous à effectuer un voyage qui vous conduira de la côte de l'Antarctique jusqu'au pôle Sud. Contrairement à Ronald Amundsen qui a mis deux mois pour effectuer ce voyage héroïque, RADARSAT bouclera ce périple de 2 000 kilomètres en moins de 5 minutes!
Le point sur la Mission de cartographie de l'Antarctique
La validation des données acquises et reçues pour la MCA fait l'objet d'une surveillance continue aux stations de réception Fairbanks, Gatineau et Prince Albert en vue d'assurer l'intégrité de la couverture. En cas de zones non couvertes, la stratégie du plan d'acquisition est rapidement mise à jour pour permettre de combler les vides dans les meilleurs délais. Cette tâche critique qui consiste à assurer l'intégrité de la couverture est rendue possible grâce au système Fastscan mis au point par Array Systems Computing de Toronto, au Canada. L'emploi du système Fastscan s'est avéré fort utile à l'équipe de planification de la mission pour valider la réception des données acquises à chaque station de réception et pour déterminer la nécessité ou pas de mettre à jour le plan d'acquisition des données afin d'assurer l'intégrité de la couverture de l'Antarctique (voir la mosaïque préliminaire utilisée durant le processus).
Au Canada, les données recueillies pour la MCA sont transformées en produits RADARSAT depuis le Centre canadien de traitement des données (CDPF) qui a été élaboré par MACDONALD DETTWILER (MDA) de Richmond, en Colombie-Britannique. La qualité des produits générés par le processeur dépasse les spécifications. La qualité des images visuelles des produits fait l'objet d'une surveillance quotidienne. Des mesures quantitatives de la qualité des données sont également prises une base régulière.
Voir ci-dessous la couverture cartographique obtenue jusqu'à maintenant :
- du 26 septembre au 14 octobre 1997
- du 19 septembre au 4 octobre 1997
(Mosaïque RADARSAT de l'Antarctique par Fastscan) - du 19 septembre au 8 octobre 1997
- du 19 au 26 septembre 1997
- du 19 au 26 septembre 1997
(Campagne d'imagerie pré-Antarctique)
