Les nuages jouent un rôle clé dans le bilan énergétique de la Terre et son cycle de l’eau. Dans l’évaluation des propriétés des nuages, même de petites erreurs peuvent conduire à des inexactitudes majeures dans les prévisions climatiques. Les satellites étudient les grandes structures nuageuses mais manquent de la précision nécessaire pour observer de petits nuages. Bien que petits par leur taille, ces nuages modèrent le climat, mais ils peuvent aussi être très sensibles au changement climatique. C’est pourquoi il est absolument nécessaire de mesurer correctement ces petits nuages afin de comprendre leur nature et leur interaction avec les conditions environnementales changeantes.
Une équipe germano-israélienne dirigée par les professeurs Yoav Schechner (Viterbi Faculty of Electrical Engineering, Technion, Haifa), Ilan Koren (Earth and Planetary Sciences Department, Institut Weizmann, Rehovot) et (Zentrum für Telematics, Allemagne) lancera prochainement une formation de dix minuscules satellites baptisés CloudCT, utilisant des algorithmes de tomodensitométrie inspirés par la médecine, pour tenter de répondre aux enjeux climatiques.
Dix satellites, chacun de la taille d’une boîte à chaussures, devraient entrer en orbite dans quelques années et commencer à combler des lacunes dans notre compréhension des nuages et de leur rôle dans le climat. Inspirés de la technique médicale de tomodensitométrie, qui permet d’observer et de cartographier l’intérieur d’un patient grâce à un scanner, les concepteurs ont créé un système qui révélera des images détaillées des structures et des propriétés 3D (externes et internes) des nuages. En examinant de petits champs de nuages qui font généralement défaut aux technologies de télédétection actuelles, la mission peut résoudre certaines incertitudes majeures qui limitent la modélisation atmosphérique et les prévisions climatiques actuelles.
L’idée de sonder ces nuages depuis l’Espace a été inspirée par la technologie de l’imagerie médicale 3D. Ainsi, les chercheurs utilisent la santé humaine comme guide pour la santé de la planète. Par analogie avec le scanner médical plus connu, les images seront prises simultanément dans de nombreuses directions autour des nuages. Cet exploit sera rendu possible par la formation en réseau auto-organisée de plusieurs satellites, très petits et très agiles. Le contrôle de précision, requis par le système multi-satellite (chaque satellite pesant environ trois kilogrammes) afin de réaliser cette imagerie complexe, pose des problèmes de miniaturisation, de coordination et de capacités de réaction autonomes. Les systèmes de satellites distribués en réseau, développés pour CloudCT, sont un exemple de la manière dont un logiciel innovant compense les problèmes engendrés par la miniaturisation. Cela permet à un tel système ultra-petit de mettre en œuvre efficacement un système d’auto-organisation et de nouvelles approches d’observation, permettant de réaliser des avancées scientifiques.
Le projet CloudCT est à l’avant-garde des nouveaux concepts d’observation de la Terre et du développement d’algorithmes informatiques sophistiqués d’imagerie.
Rédacteur : Guillaume Duret, post-doctorant au Technion, pour le BVST