Institut Royal Météorologique de Belgique

Depuis l’origine, il conçoit et conserve des instruments nécessaires à ses missions.

Avenue Circulaire 3 - B-1180 Bruxelles
Tel : +32 2 373 05 25

www.meteo.be

———————————————————————————————————————————————————

L'objet: Radiomètre absolu Radiomètre absolu SOVA 1 (Solar Variations) ayant volé en 1992 et 1993.

——————————————————————————————————————————————————

Le récit :

Récit par Dominique Crommelynck, ancien directeur de recherches à l’IRM

SOVA1 mémoire de la Référence Radiométrique Spatiale définie en 1993

«Tout a commencé en 1968 lorsque étant jeune assistant à l’Institut Royal Météorologique de Belgique (IRM) depuis 4 ans, le professeur Jacques Van Mieghem directeur de l’IRM me charge du projet « Obtenir les termes du bilan radiatif qui interviennent, en météorologie dynamique, dans l’équation de l’énergétique de la circulation générale de l’atmosphère », c’est à dire le rayonnement émis et réfléchi par la Terre ainsi que le rayonnement incident.

Pour mon patron de thèse Paul Kipfer c’était un défi redoutable par le problème d’échantillonnage qui impliquait de mesurer à tout instant et à chaque endroit de la Terre la valeur de ces termes.

Le sujet relevait aussi de la métrologie du rayonnement pour laquelle en 1956 un gentlemen agreement fixait la Référence Radiométrique Mondiale, ce qui était évidemment très peu scientifique.

Je m’étais attaché à ce problème en analysant le comportement du radiomètre d’Angstrom (1890) et celui du Smithsonian Institutes dont l’IRM possédait un exemplaire de chaque. J’avais conclu que quoique différentiels et en principe absolus ces instruments donnaient des mesures différentes de la même source à cause de l’utilisation de thermocouples qui perturbaient les champs thermiques à comparer, respectivement chauffés par le rayonnement à mesurer et par effet Joule. Ces instruments fonctionnaient en effet comme des balances thermiques.

De mon point de vue, il convenait plutôt de comparer les deux champs induits en mesurant directement les flux thermiques engendrés dans des fluxmètres de chaleur montés sur une base isotherme commune.

Suite à la construction d’un prototype qui plus tard devint en 1978 l’une des trois composantes matérialisant la nouvelle échelle radiométrique internationale, il me fut proposé un contrat, en bonne et due forme, par des collègues américains.

Mais le professeur J. van Mieghem ne supporta pas l’idée d’un tel contrat pour pouvoir mener à terme un développement scientifique. Il m’entraîna donc au ministère de l’éducation Nationale dont relevait l’IRM à l’époque et obtint la mise sur pied d’une équipe de recherche de six personnes subventionnées par le fonds de la Recherche Fondamentale Collective d’Initiative Ministérielle.

L’ambition du projet de déterminer les termes du bilan radiatif étant clairement inaccessible aux moyens logistiques dont disposait la Belgique, dans un premier temps j’orientai donc les activités vers l’aspect à priori le plus simple de la mission, à savoir l’observation du rayonnement solaire dont la source est quasi ponctuelle. Le premier objectif étant de réaliser un instrument dont la précision absolue et la résolution soient les meilleures possibles.

Le directeur de l’IRM me chargea de la direction de cette équipe, ce que j’assumai jusqu’à ma retraite.

L’engouement et les réalisations spatiales se succédant, la chance fut au rendez-vous en 1976 lorsque les Dr Aleister Durney et Vincente Domingo de l’ESTEC me suggérèrent de profiter de la première mission spatiale conjointe de la NASA et de l’ESA pour proposer d’observer la constante solaire au cours du vol de SPACELAB .

La Belgique étant un petit pays ne disposant pas des moyens requis, le support technique et l’expertise spatiale de l’ESTEC me furent acquis pour concrétiser une version spatiale du radiomètre absolu que nous avions développé et qui était un des éléments de la Référence Radiométrique Mondiale.

C’est ainsi que l’expérience 1ES021 Solcon (Solar Constant) a pu voir le jour et effectuer ses premières observations en novembre 1983 au cours du vol mémorable de la navette spatiale qui dura neuf jours.

En 1980 une de mes publications attira l’attention du Langley Research Center (LARC) de la NASA qui m’invita à participer à leur programme d’observation des rayonnements émis et réfléchis par la Terre à l’aide de satellites polaires . Ceci cadrait bien avec l’objectif de la mission du groupe de recherche et permettait d’espérer pouvoir traiter ces données pour autant que je puisse engager du personnel à cette fin, ce qui ne fut malheureusement pas le cas, la subvention étant versée de plus en plus tardivement par ailleurs.

Entre temps des améliorations de conception telles que l’étalonnage continu des tensions à mesurer, l’utilisation d’un couvercle de protection et le besoin d’utiliser un processeur de gestion et de communication propre au radiomètre furent identifiés. Elles furent implémentées avec des caractérisations très rigoureuses sur les deux répliques de SolconI à savoir SolconII et Sova1 , qui furent construites pendant l’interruption des vols de la navette suite à l’accident de la navette Challenger  STS 51-L le 28 janvier 1986. Suite à l’incorporation de SolconII au programme ATLAS  de la NASA, ainsi que de l’acceptation de notre expérience SOVA pour le vol de la plate-forme européenne EURECA qui fut ramenée sur Terre après onze mois, nos deux radiomètres observèrent simultanément le Soleil pendant dix jours au cours de la mission ATLAS 2 en avril 1993.

Nous pûmes ainsi définir la  Référence Radiométrique Spatiale  (SARR : Space Absolute Radiometric Reference).

A partir de la mise en œuvre de la mission VIRGO en 1989, le support apporté par le programme de subvention PRODEX de l’ESA aida à amortir l’effet des restrictions budgétaires sur l’effectif de l’équipe de recherche et permit de construire le radiomètre absolu Diarad de l’expérience Virgo pour le satellite SOHO. Celui ci sera lancé le 2 décembre 1995 pour rejoindre le point de Lagrange L1. Depuis lors Diarad y mesure l’éclairement énergétique du Soleil. PRODEX permit également d’installer à l’Institut Royal Météorologique le Centre de Téléopérations Spatiales (SROC Space Remote Operation Center) , inauguré le 22 mars par le ministre J.M.Dehousse . Le Centre, prévu pour travailler en relation avec la station spatiale internationale, participa activement aux missions des expériences Solcon II de l’IRM et Solspec du CNRS.

Après son retour au sol, SovaI, caractérisé non seulement pour des mesures dans l’espace mais aussi pour des mesures à l’air, comme son clone SolconII, participa aux comparaisons radiométriques au sol alors que Solcon II continua à être utilisé comme Référence Radiométrique Spatiale Absolue aux cours des vols successifs du programme ATLAS et puis du programme HITCHHICKER de la NASA, ce jusqu’à sa perte, lors de la rentrée tragique dans l’atmosphère de COLUMBIA STS 107 le 1 février 2003.
C’est ainsi que SovaI est à présent non seulement un objet historique ayant passé onze mois dans l’espace à partir d’août 1992, mais c’est aussi la mémoire de la Référence Radiométrique Spatiale Absolue réutilisable dans quelques décennies ou plus si nécessaire, toutes les informations de caractérisation et d’utilisation étant précieusement conservées.

Ceci fait de Sova1 un objet de valeur inestimable pour la communauté internationale et la surveillance du Soleil à long terme et donc du climat.

Entre temps de situation en situation, de la participation du projet CERES de la NASA au projet ENVISAT de l’ESA et puis de son abandon en 1992, ce sans autre notification ou interaction entre agences spatiales, l’ESA, en réaction et dans le cadre des préoccupations concernant le climat, décida de mettre en œuvre le projet original « Geostationnary Earth Radiation Budget » (GERB) en collaboration avec EUMETSAT. Ainsi pour la partie de l’hémisphère terrestre vue par le satellite européen le problème crucial de l’échantillonnage spatio-temporel de l’observation des rayonnement émis et réfléchi par la Terre serait résolu pour la première fois, ce qui bénéficie également à la recherche à propos du comportement adiabatique de l’atmosphère.

Environ à la même époque en 1994 le gouvernement belge offrait de subsidier le travail de trente doctorants, ce qui me permit très heureusement de proposer in extremis un sujet de thèse à l’ingénieur Steven Dewitte fraîchement promu de la Vrije Universiteit Brussel.

Avec le support de la Communauté Européenne et d’EUMETSAT le Dr. Steven Dewitte, membre de l’IRM dirige actuellement l’équipe GERB de l’IRM.

Le lancement de MSG1 le 29 août 2002 avec à son bord l’instrument GERB, construit en coopération avec le Royaume Uni et l’Italie, boucla ainsi magnifiquement la mission que m’avait attribuée le professeur J.van Mieghem plus de trente années plus tôt.

Septembre 2005  »