• La JAXA lance deux ballons stratosphériques

    http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70619.htm

    L'ISAS (Institute of Space and Astronautical Science), la division scientifique de la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency), a achevé sa première campagne de ballons stratosphérique de 2012. Au total, deux ballons auront été lâchés depuis le Centre de recherche aérospatiale de Taiki dans la préfecture d'Hokkaido, entre le 28 mai et le 23 juin 2012.


    L'expérience B12-01 avant son décollage
    Crédits : JAXA

    La première expérience, intitulée B12-01, a décollé le 3 juin à 4h55. Au moment du lâcher, le temps était nuageux, avec une température au sol de 7 degrés Celsius et un vent de 1m/s. L'objectif de ce lancer de ballon consistait à estimer les performances d'un prototype de l'instrument GAPS (General Antiparticle Spectrometer). Le ballon utilisé était de grande taille, avec un volume maximal de 100.000 mètres cube et un diamètre de 63m. Il s'est envolé à une vitesse ascensionnelle d'environ 300m par minute. Le prototype de GAPS (pGAPS) a été mis en marche peu de temps après le décollage et les données nécessaires à son évaluation ont été récoltées. Après 3h10 de vol, le ballon a atteint une altitude de 31,2km au dessus de l'océan Pacifique, à environ 135km à l'est de son point de départ. Vers 11h05, une commande a été envoyée au ballon pour mettre fin à son vol. Son enveloppe et sa nacelle sont alors retombées dans l'océan à 40km à l'est de la base de Taiki, où un bateau a procédé à leur récupération.


    Lâcher du ballon B12-01
    Crédits : JAXA

    GAPS est une expérience américano-japonaise qui a pour objectif de rechercher la matière noire en détectant les antideutérons dans le rayonnement cosmique. Ceux-ci seraient générés lors de l'annihilation des WIMPS (particules massives interagissant faiblement), qui sont des candidats plausibles pour la composition de la matière noire. Détecter les antideutérons du rayonnement cosmique reviendrait donc à observer une signature indirecte de la matière noire.

    pGAPS a été conçu pour tester les composants et les techniques nécessaires à une expérience GAPS de grande envergure, qui devrait effectuer un vol sur ballon en 2015 au-dessus de l'Antarctique. Le prototype pGAPS incluait notamment 6 détecteurs Si(Li) maintenus à une température d'environ -35 degrés Celsius par un système de refroidissement, ainsi qu'un système de "temps de vol" (TOF) composé de scintillateurs permettant de mesurer la vitesse des particules incidentes. Le but de ce vol sur ballon était de mesurer le niveau de fond du rayonnement cosmique et des rayons X, de tester le modèle thermique de l'instrument et de vérifier le fonctionnement des détecteurs Si(Li) dans un environnement en haute altitude. L'analyse des données récupérées n'est pas encore terminée, mais l'équipe du projet estime que l'expérience a été un succès.


    Le tandem de ballons B-12-02 après leur gonflage à l'hélium (non pressurisé à gauche et pressurisé à droite)
    Crédits : JAXA

    Le second lâcher de ballon stratosphérique de la campagne, B-12-02, a eu lieu le 9 juin à 3h35 par temps nuageux, avec une température au sol de 10 degrés Celsius et un vent soufflant à 2,5m/s. L'objectif était de tester les performances de vol d'un tandem de ballons de petites tailles. Après son décollage, celui-ci s'est envolé à une vitesse d'environ 210m par minute.

    Le tandem était composé d'un ballon pressurisé ("superpressure balloon") d'un volume de 3.000 mètres cube pour un diamètre de 20m, et d'un ballon non-pressurisé ("zero-pressure balloon") de 15.000 mètres cube et 33m de diamètre. Le ballon pressurisé était couvert d'un filet de fibres hautement résistantes, un nouveau procédé permettant d'augmenter la résistance à la pression de l'enveloppe et, par conséquent, de la rendre plus fine et plus légère.


    L'expérience B12-02 juste avant son lâcher
    Crédits : JAXA


    Vers une altitude de 26,5km, la pression différentielle entre l'intérieur et l'extérieur du ballon pressurisé s'élevait à 600Pa, mais une fuite d'hélium empêcha malheureusement d'atteindre 720Pa, pression à laquelle la JAXA souhaitait vérifier la résistance de l'enveloppe. Le tandem de ballons a ensuite largué du ballast et s'est élevé jusqu'à une altitude de 30,4km. Puis de l'hélium a été relâché pour réduire la flottabilité du ballon et simuler l'influence du coucher du Soleil (impliquant une diminution de la température) sur le système. A 7h15, un ordre de séparation de la nacelle a été envoyé et le ballon a chuté dans l'océan à 30km à l'est de la base de Taiki, avant d'être récupéré par bateau.

    Cette expérience aura donc permis de tester les performances de vol du tandem de ballons, d'observer sa réaction lors d'un (faux) coucher de Soleil et de collecter diverses données telles que la variation au cours du temps de la pression différentielle entre l'intérieur et l'extérieur de l'enveloppe du ballon pressurisé. La JAXA analyse actuellement ces données pour mieux comprendre le comportement du ballon en cours de vol, et travaille à la résolution de quelques complications rencontrées au cours de l'expérience. L'agence spatiale japonaise prévoit en effet de poursuivre le développement de ce type de système de ballons en tandem.


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