27 Juillet 2023

[Quézako ?] Lanceurs : gare aux coups de foudre !

Si les lanceurs sont robustes, certaines conditions météo – vent et foudre – peuvent pousser à reporter un tir. Roméo, le dernier radar météo installé au Centre spatial guyanais, fournit de précieuses données aux prévisionnistes du CSG.

Installé en 2021 sur la tour météo du Centre spatial guyanais, le radar météo Roméo prendra à terme le relai du radar actuel, Romuald. Crédits : CNES/ESA/Arianespace/Optique Vidéo CSG/P Baudon, 2021.

Protection des populations et des biens

Au Centre spatial guyanais (CSG), notre Roméo est attentif au moindre coup de foudre… Mais aucune Juliette ne se cache dans cette histoire ! Bien à l’abri sous son radôme blanc, Roméo est le dernier radar météo installé au CSG. L’antenne parabolique qui l’équipe émet des ondes électromagnétiques à une fréquence de 5,515 GHz tout en tournant sur elle-même. Ces ondes sont réfléchies sur les nuages, et réceptionnées en retour par l’antenne.

L’objectif ? Détecter en temps réel les nuages dits précipitants, ceux suffisamment chargés en gouttelettes pour générer de la pluie. « Le radar fournit une image des cellules précipitantes toutes les 5 mn, explique Anne-Sophie Chassagnou, ingénieure météo au CNES. Les prévisionnistes utilisent ces images pour anticiper le déplacement de ces cellules et les risques associés dans les prochaines heures. »

La prévision météo est cruciale au CSG. Météo et décollage d’une fusée ne font parfois pas bon ménage !

Nous œuvrons à éviter les accidents liés à la météo, pour assurer la sécurité des personnes (personnel du CSG et populations locales) et des biens (lanceurs, satellites et infrastructures). 

Anne-Sophie Chassagnou, ingénieure météo au CNES. 

Le service météo du CSG – composé de 4 personnes au CNES et 3 personnes Telespazio French Guiana – assure chaque jour sa mission de surveillance météo, indispensable aux tirs mais aussi aux activités quotidiennes du centre. 

La mission est de taille : parfois, le tir doit être reporté ! Ce fut le cas pour le tir Ariane VA260 de la mission JUICE vers Jupiter. La veille de chaque tir, le service météo du CSG – via l’adjoint météo au directeur des opérations – réalise un exposé des conditions météo à la direction du CSG. « Le tir peut déjà être reporté à ce stade : 3 des 11 vols reportés pour cause météo depuis 2018 l’ont été à J-1 », précise Anne-Sophie Chassagnou. La décision de report peut également intervenir dans les toutes dernières min avant le tir. « Nous donnons notre feu vert ou rouge 20 min avant le tir pour le critère lié aux vents en altitude, et 10 min avant pour les autres critères », confie Anne-Sophie Chassagnou. Le dernier lancement d'Ariane 5 a d'ailleurs du être reporté au 05/07/2023 à cause de vents violents en altitude.

3 ballons météo – similaire à celui utilisé ici dans le cadre d’une campagne météo en Australie – sont envoyés dans l’atmosphère avant le tir pour mesurer précisément les conditions locales. Crédits : CNES/OMP/IRAP/UT3/CNRS/Sebastien CHASTANET, 2017.

L’antenne du radar météo Roméo mesure 4,5 m de diamètre 4,5 m. Crédits : CNES/ESA/Arianespace/Optique Vidéo CSG/P Baudon, 2021.

Vent et foudre sous haute surveillance

Plusieurs risques météo pèsent sur les fusées. Tout d’abord, le vent. Il ne doit pas dépasser une certaine vitesse au pas de tir (7 ou 9 m/s pour Ariane, 10 m/s pour Vega), au risque de gêner la pilotabilité du lanceur. Il est également scruté en altitude et le long du littoral : ici, l’objectif est d’évaluer les risques en cas de neutralisation du lanceur. Retombée de débris, dispersion de gaz et particules toxiques ne doivent en aucun cas mettre en danger les populations locales. 

Autre critère météo décisif : la foudre. « Il a été mis en place en 1987, suite à l’accident de l’Atlas Centaur aux États-Unis », indique Anne-Sophie Chassagnou. En cas de foudroiement, les fusées n’explosent pas, mais leur charge utile – les satellites qu’elles embarquent – peut être endommagée. Les prévisionnistes sont attentifs au risque de foudre naturel à 10 km à la ronde du pas de tir. Mais le risque ne s’arrête pas là : le passage de la fusée dans certains nuages peut déclencher la foudre, on parle alors de foudroiement induit. « Dans un nuage, la foudre survient lorsque le champ électrostatique dépasse le seuil de 1 MV/m, informe Anne-Sophie Chassagnou. Le passage du lanceur augmente localement le champ électrostatique et peut amener à dépasser ce seuil. » Le risque de foudroiement induit est présent si la fusée traverse un nuage convectif au-delà de 6500 m d’altitude ou la partie supérieure d’un cumulonimbus.

Au total, nous avons 6 critères météo : si un seul d’entre eux est défavorable, le tir est reporté.

précise Anne-Sophie Chassagnou. 

Roméo n’est pas le seul gardien de la météo au CSG. Avant chaque tir de fusée, des ballons gonflés à l’hélium sont envoyés dans l’atmosphère pour réaliser des radiosondages : température, pression, humidité et vent sont mesurés. « Plusieurs radiosondages sont effectués : à H-10h40 du tir, H-7h40 et H-2h55, puis juste après le tir pour l’analyse post-mission », détaille Anne-Sophie Chassagnou. Ces mesures complètent celles des radars météo. Roméo est le plus jeune des radars du CSG : il est en cours de qualification, et jusqu’en 2024 c’est son grand frère Romuald qui reste le radar principal au CSG. « À terme, Roméo remplacera Romuald, qui deviendra un radar de secours : contrairement à ce dernier, Roméo permet de discriminer le type d’hydrométéore – pluie, neige, ou grêle – et fournira des images toutes les 5 min, contre 15 min actuellement », ajoute Anne-Sophie Chassagnou. De quoi faciliter la lourde tâche des prévisionnistes !

Si l’enclume d’un cumulonimbus est prévue à la verticale du pas de tir ou si la cellule orageuse est à moins de 20 km du lanceur, le tir est reporté. Crédits : Alf van Beem, CC0, via Wikimedia Commons.

Anne-Sophie Chassagnou, ingénieure météo au CNES. Crédits : CNES.

Lors du tir VA260, Ariane 5 a placé en orbite la sonde JUICE en direction de Jupiter. Le tir initialement prévu la veille a dû être reporté en raison de mauvaises conditions météorologiques. Crédits : CNES/ESA/Arianespace/Optique Vidéo CSG/JM Guillon, 2023.

 

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