Suivre le Soleil, crucial pour la recherche atmosphérique
Pour étudier la composition de l'atmosphère au moyen d’un spectromètre optique, la lumière du Soleil est essentielle. Au plus vous observez le soleil, au plus vous collectez d'informations et au plus votre instrument devient efficient.
Les spectromètres qui étudient l'atmosphère depuis le sol tirent donc pleinement parti de la présence d'un système monté à leur entrée, qui guide la lumière du Soleil depuis l’aube du jour jusqu'au crépuscule. Un pointeur solaire en d'autres termes.
Au cours des 20 dernières années, plusieurs pointeurs solaires ont été conçus, construits et exploités par l’IASB. Les pointeurs solaires de première génération seront progressivement remplacés par des mini pointeurs solaires plus robustes et plus flexibles.
Pointeur solaire de première génération
Les pointeurs solaires conçus et assemblés par le département d'ingénierie de l’IASB entre 2000 et 2020 sont des systèmes mécaniques, électroniques et électriques entièrement opérationnels, dans lesquels un ensemble de deux miroirs (un azimut et un élévation) sont pilotés. Ils peuvent fonctionner de manière autonome et être contrôlés à distance.
Ils étaient (et sont encore) quasi systématiquement utilisés en combinaison avec les spectromètres infrarouges à transformée de Fourier (FTIR) de l’IASB, qui effectuent des mesures de précision de la composition atmosphérique (notamment le méthane), généralement dans le cadre de campagnes d'étalonnage dans des réseaux mondiaux tels que NDACC et TCCON.
Ces pointeurs solaires de première génération sont installés entre autre:
- à l'Ile de la Réunion
- au Brésil
- en Inde
- au Congo
- sur place au Pôle Espace à Bruxelles
Faire fonctionner un système mobile jour après jour dans des conditions difficiles (températures élevées ou basses, environnement humide et salé près de la mer) n'est pas évident. Au fil des années, des améliorations ont été apportées au concept initial.
Néanmoins, il a été décidé en 2020 de procéder à une refonte complète du système. La technologie évolue et la première génération de pointeurs solaires avait besoin d'une mise à jour complète.
Le mini pointeur solaire fait son apparition
La structure mécanique et l'électronique de commande du pointeur solaire original ont été affinées pour donner naissance à un mini pointeur solaire de deuxième génération (plus petit), polyvalent, autonome et robuste.
Des plateaux rotatifs plus fiables ont été incorporées pour contrôler les miroirs de pointage. Le boîtier a été redessiné et équipé de meilleurs joints d’étanchéité afin que l'humidité et le sel ne soient plus un problème.
L'expérience acquise avec la première génération de pointeurs solaires a été mise à profit pour repenser entièrement l'électronique de commande, dans le but d'accroître la robustesse et la flexibilité. De même, le logiciel embarqué qui veille à ce que les miroirs pointent le soleil, a également été entièrement ré-écrit de façon claire et structurée en code Python.
Le mini pointeur solaire reste toujours le compagnon idéal des spectromètres infrarouge à transformée de Fourier de l’IASB, mais il peut désormais être relié à d'autres instruments. On étudie actuellement la possibilité de coupler le mini pointeur solaire au spectromètre du projet SEMPAS qui, depuis le mât d’une éolienne offshore dans la mer du Nord, mesurera les émissions des navires de passage.
