Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique (IASB)

Le développement historique de son expertise sur la physico-chimie des atmosphères a produit une remarquable collection d’instruments.

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L'objet: Spectromètre à grille Modèle de réserve du spectromètre à grille utilisé sur ballon dès 1973, puis en orbite en 1983 et 1992

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Le récit :

Récit par Christian Muller, chercheur à l’IASB

Le modèle de réserve du spectromètre à grille.

« En 1960, les premières images de la terre retransmises par des caméras embarquées sur satellites indiquaient que l’observation spatiale pouvait constituer un moyen efficace de suivre l’évolution de l’atmosphère terrestre. La première idée d’observation de l’atmosphère au moyen de plates-formes embarquées fut proposée en 1963 au moment de la fondation de l’institut d’aéronomie spatiale (IASB). Il s’agissait de regarder l'atmosphère au limbe de la Terre, c'est-à-dire au bord du disque visible depuis l’espace, au moment des couchers et levers de soleil, à partir de ballons stratosphériques volant au dessus de 30 km d’altitude.
Le domaine de longueur d’onde choisi pour les mesures était l’infrarouge et la cible choisie, la stratosphère. Cette région était alors négligée et ignorée.
C’est ainsi qu’en 1967, un vol ballon de l’IASB-BIRA, utilisant un spectromètre Ebert-Fastie, détecta pour la première fois le dioxyde d’azote NO2 dans la stratosphère. Ce résultat resta sans retentissements jusqu’en 1970; en effet, à la suite des premiers vols en 1969 de l’avion supersonique Concorde, qui prends des routes aériennes à très haute altitude, le chimiste Harold Johnston de l’université de Berkeley en Californie dénonça le rôle négatif des oxydes d’azote provenant des moteurs d’avions sur l’ozone stratosphérique. En 1972, les résultats de la mission du ballon de 1967 furent repris, et confirmèrent la présence naturelle de ces oxydes d’azote dans la stratosphère, en dehors de toute activité d’avions.
Cette découverte provoque un véritable afflux de crédits, qui furent injectés dans la recherche sur l’étude de la stratosphère. On peut citer notamment l’adaptation pour les missions ballon du spectromètre à grille. Cet instrument, qui effectue des mesures dans l’infrarouge, a été développé à l’origine à l’ONERA, en France. Utilisé pour la première fois en 1973 depuis le Concorde puis à partir de ballons, il a effectué des mesures des oxydes d’azote, le monoxyde d’azote NO, et le dioxyde d’azote à partir de 1976. Il a aussi réalisé la première mesure d’acide chlorhydrique HCl dans la stratosphère en relation avec un nouveau problème apparu à partir de 1974 : la destruction de l’ozone par les fréons.

En 1975, le spectromètre à grille était proposé pour le SPACELAB destiné à voler à bord de la navette spatiale américaine. Cet instrument connu deux vols, en 1983 et en 1992, les deux impliquant, au sol la première fois, dans l’espace la deuxième, le premier astronaute belge, Dirk Frimout, lui-même ancien membre de l’IASB.

Après ces deux succès, un modèle fut installé en 1995 sur la station MIR, il ne fut malheureusement jamais opérationnel et fut abandonné après l’accident du module SPEKTRA avec un vaisseau PROGRESS en 1997.

Cependant, la réussite générale de ce programme conduisit à partir de 1988 au développement de la charge utile d’Envisat, le satellite européen d’étude de l’environnement. En particulier, Envisat comporte à son bord deux instruments, Mipas et Sciamachy, actuellement en opération, qui sont les descendants du spectromètre à grille et qui continuent les mesures atmosphériques des oxydes d’azotes. »