Le Pôle Espace ou "Space Pole", à Uccle : des applications scientifiques

L’astre solaire tel qu’il est vu par le télescope EIT à bord de l’observatoire spatial SOHO
9 août 2004

"Space Weather", GERB, BASCOE : trois termes qui font partie du langage des chercheurs au Pôle Espace, implanté dans la banlieue de Bruxelles. Ils révèlent les compétences de trois institutions fédérales belges qui utilisent la dimension spatiale pour comprendre l'environnement de notre planète.

Blotti dans un écrin de verdure sur le plateau d'Uccle, le "Space Pole" comprend l'Observatoire Royal de Belgique (qui fut fondé en 1827, 130 ans avant le premier Spoutnik), ainsi que l'Institut Royal Météorologique (depuis 1913), puis l'Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique (créé en 1964 avec l'avènement de l'ESRO ou Organisation Européenne de Recherches Spatiales, l'ancêtre de l'ESA). Ces trois institutions scientifiques, sous l'autorité de la Belgique fédérale, coopèrent dans un cadre international à l'étude de l'environnement de notre planète, à la compréhension des influences de notre étoile, à la connaissance de la voûte céleste. Pour leurs recherches en astronomie, géophysique, météorologie et aéronomie, elles ont recours aux systèmes spatiaux en concevant, mettant au point et exploitant de nouveaux instruments de mesure et moyens de traitement. Leurs compétences et leur savoir-faire dans l'espace ont connu la consécration avec la mission ATLAS-1 (Atmospheric Laboratory for Applications and Science) destinée à comprendre le fonctionnement et les changements de l'atmosphère: on se souvient que, du 23 mars au 2 avril 1992, la NASA (National Aeronautics & Space Administration) permettait à un scientifique belge - l'astronaute Dirk Frimout - d'effectuer un vol spatial à bord de la navette Atlantis.

L'infrastructure scientifique d'Uccle a développé des compétences qui doivent trouver leur pleine expression dans le programme GMES (Global Monitoring for Environment and Security). Il dispose à l'Institut Royal Météorologique d'une infrastructure informatique commune, équipée d'un méga-ordinateur du type Cray, pour le traitement ultra-rapide de hauts débits de données. Avec le B.USOC (Belgian User Support and Operation Centre), qui est aménagé dans l'Institut d'Aéronomie Spatiale, il fait partie du réseau européen de soutien des utilisateurs pour des télé-opérations dans l'espace, pour des expériences au cours de vols habités qui concernent l'ESA. Ce centre est à la disposition des chercheurs pour le suivi de leurs expériences à bord du Space Shuttle et de l'International Space Station. Il a notamment servi, lors de la mission OdISSea, à gérer le programme d'activités que le cosmonaute belge Frank De Winne réalisa dans la station spatiale pendant la première semaine de novembre 2002. Il est chargé d'une mission d'informations pour faire comprendre au grand public l'impact de la science et de la technologie spatiales.

Vue aérienne de l'Observatoire Royal de Belgique
Vue aérienne de l'Observatoire Royal de Belgique

L'Observatoire Royal de Belgique (ORB) vit à l'heure de la Terre, dont il mesure les mouvements et étudie les tremblements, au moyen des satellites de géodésie, de navigation et d'océanographie. Son Département de physique solaire a une expertise, reconnue au niveau international, dans la surveillance des "sautes d'humeur" de la couronne du Soleil à l'aide d'une station de radioastronomie à Humain (près de Rochefort) et de l'instrument EIT (Extreme Ultraviolet Imaging Telescope) sur le satellite européen SOHO (Solar & Heliospheric Observatory) qui évolue à 1,5 million de km de nous. Cette connaissance des "caprices solaires" lui vaut d'assurer le suivi des caprices solaires pour la communauté scientifique mondiale dans le cadre du Programme "Space Weather" (Météo Spatiale).

Plusieurs membres de l'équipe responsable de ce programme ont présenté leurs travaux pour les bulletins quotidiens du "Space Weather" lors de la 35ème Assemblée Scientifique du COSPAR (Committee on Space Research). Il s'agit d'un partenariat dirigé par l'ORB, constitué des deux autres Instituts du Plateau d'Uccle et de la société Créaction International (associée à l'ESA-ESTEC pour le programme TTP de transfert des technologies). Le Département de physique solaire de l'ORB coopère par ailleurs avec le Centre Spatial de Liège dans le développement de nouvelles expériences sur des observatoires solaires sur orbite. Il joue un rôle primordial dans la charge utile et la mission scientifique du prochain satellite belge, le PROBA-2 de 120 kg destiné à l'étude du Soleil. Le lancement du micro-observatoire PROBA-2 est prévu en 2006 soit avec le lanceur indien PSLV, soit sur le missile russo-ukrainien Dnepr.

Les télescopes de l'Observatoire et les équipements de collecte
Les télescopes de l'Observatoire et les équipements de collecte des données météo

L'Institut Royal Météorologique (IRM) est bien connu des Belges pour ses prévisions du temps. Il exploite les données des satellites météorologiques américains (en orbite polaire) et européens (géostationnaires). Sous l'impulsion du Professeur Jacques Van Mieghem (1906-1980), une équipe de chercheurs s'est intéressée à l'énergie que notre planète reçoit de son étoile et qu'elle renvoie dans l'espace : c'est ce qu'on appelle le bilan radiatif terrestre. Elle a conçu et réalisé les instruments de type Solcon pour la mesure de la constante solaire (énergie émise de façon constante par le Soleil). Elle traite en temps quasi réel et met à la disposition de la communauté scientifique les images du radiomètre GERB (Global Earth Radiation Budget). Ce petit "oeil" qui équipe chaque satellite Meteosat de seconde génération utilise une micro-structure de miroir complexe qui est réalisé par AMOS à Liège.

Depuis un demi-siècle, l'IRM exploite à Dourbes, près de la frontière française, le Centre de Physique du Globe (CPG) qui est spécialisé dans les variations du champ magnétique terrestre, ainsi que dans les profils de l'ionosphère et leur impact sur la transmission des signaux des satellites. Ses mesures sont essentielles pour la précision du positionnement des systèmes GPS-EGNOS et, pour la fin de cette décennie, Galileo. Ce Centre, qui vient de célébrer un demi-siècle d'observations, a été l'un des premiers en Europe à détecter la hausse de la radioactivité dans l'atmosphère, dans les heures qui ont suivi l'accident nucléaire de Tchernobyl.

L'Institut d'Aéronomie Spatiale
L'Institut d'Aéronomie Spatiale

L'Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB), créé par le Professeur Marcel Nicolet (1912-1966), se préoccupe des changements physico-chimiques qui s'opèrent dans les couches supérieures de l'atmosphère, laquelle est influencée par le rayonnement solaire, par le champ magnétique, par les gaz émis à la surface terrestre et causés par les activités humaines. Parmi les phénomènes qui sont surveillés au moyen d'instruments optiques dans l'espace, il y a le trou d'ozone, l'effet de serre, les orages magnétiques, les ceintures de radiations, le vent solaire... Il fait partie de l'ensemble NSDC (Network for the Detection of Stratospheric Changes) de stations réparties sur le globe. Il exploite les données de l'instrument MIPAS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) à bord de l'observatoire spatial Envisat de l'ESA. Il a mis au point et en oeuvre le système BASCOE (Belgian Assimilation of Chemical Observations from Envisat) : cet outil informatique, reconnu internationalement, permet d'établir des modèles numériques et de réaliser des prévisions sur les changements et phénomènes chimiques dans l'atmosphère, comme l'évolution des trous d'ozone à l'échelle globale.

L'IASB s'intéresse aux autres planètes - notamment à Mars - pour comprendre les différences de leur atmosphère, ainsi qu'aux caractéristiques des queues lumineuses de comètes. Il participe à des expériences de spectrométrie à bord des sondes Mars Express et Rosetta. Il prépare un spectromètre pour la sonde Venus Express qui sera lancée en 2005 par une fusée Soyouz depuis Baïkonour. Par ailleurs, il collabore avec le centre pour les rayonnements spatiaux ou CSR (Centre for Space Radiations) de l'Université Catholique de Louvain-la-Neuve. Ce centre développe des détecteurs de rayonnements pour l'espace, ainsi que des logiciels de traitement des mesures. Il dispose de l'installation du cyclotron afin de produire des ions lourds qui simulent l'environnement spatial pour les tests de semi-conducteurs.

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