Étiquette : NASA

Des nouveaux drones pour explorer les volcans // New drones to explore volcanoes

La NASA vient de signer avec Black Swift Technologies (BST), une entreprise d’ingénierie basée à Boulder (Colorado), un contrat pour la construction de drones capables d’explorer les volcans. Le projet permettra d’améliorer les systèmes de gestion du trafic aérien et la mesure des concentrations de cendre dans l’air.
BST construira des petits drones avec une structure et des capteurs adaptés à la mesure de la température, de la pression, de l’humidité, de la taille des particules de cendre et des gaz traces. Ils auront l’aspect d’avions à voilure fixe, avec une envergure d’environ 3 mètres.  Ils seront opérationnels dans les environnements difficiles, même par vents forts. Il faudra environ deux ans pour les concevoir ; le travail se fera dans le Colorado.
Les drones seront spécifiquement conçus pour transporter un équipement scientifique dans leur partie avant. Leur construction s’inspirera d’un autre projet déjà subventionné par la NASA et qui mesurait l’humidité du sol depuis le ciel. Les nouveaux drones devraient avoir une autonomie d’environ trois heures, avec une seule batterie.
À l’avenir, Black Swift prévoit d’adapter ses drones à d’autres fins de recherche, en partenariat avec l’Université du Colorado et la NOAA. Le but est d’utiliser le drone pour des processus commerciaux, tels que le suivi des cultures pendant leur développement.
Source: BizWest.

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NASA has awarded Black Swift Technologies, a specialized engineering firm in Boulder (Colorado), a contract to develop a drone platform to explore volcanoes. The research will be used to improve air-traffic-management systems and the accuracy of ashfall measurements.

BST will deliver small drones that include an airframe and sensors specific to measuring temperature, pressure, humidity, particle sizing and trace gases. They will be fixed-wing aircraft with a wingspan of about 3 metres. They will be able to work in harsh environments, even with strong winds. It will take about two years to design, build and test the aircraft, which will be done in Colorado.

The unmanned aerial system will be specifically designed to carry scientific equipment as its payload, loading it near the nose of the plane. The aircraft BST is using is actually a modification from another project they did under a NASA grant that measured soil moisture from the air. It should have a flight time of about three hours on a single battery.

Looking ahead, Black Swift has started adapting its aircraft for other research purposes, partnering with the University of Colorado and National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). The plan eventually is to use the aircraft for commercial processes, such as monitoring crops during the grow season.

Source : BizWest.

Source: BST.

 

Fin de mission pour le satellite Earth Observing-1 // Earth Observing-1’s mission comes to an end

Lorsqu’une éruption se produit quelque part dans le monde, les images satellitaires sont très précieuses pour observer et analyser la situation. L’un des satellites les plus célèbres pour effectuer de telles missions est Earth Observing-1 (EO-1) de la NASA. À l’origine, la mission du satellite devait durer un an seulement. Il a non seulement répondu à cette attente, mais est resté opérationnel pendant 16 autres années. Malheureusement, EO-1 est arrivé à la limite de ses forces, faute de carburant et, à la fin du mois de mars, on n’entendra plus parler de lui. Le satellite sortira doucement de son orbite et ira finir ses jours en boule de feu dans l’atmosphère terrestre.
EO-1 a débuté en 2000 dans le cadre du programme New Millennium de la NASA. Son objectif principal était de tester l’Advanced Land Imager, l’ancêtre des instruments d’imagerie des missions Landsat. Toutefois, il avait également à son bord le successeur probable de cette technologie: Hyperion, un imageur hyperspectral qui dispose de plus de 220 bandes spectrales. Quand il y a eu une fuite de méthane à Aliso Canyon, Hyperion a pu l’observer dans l’atmosphère.
La caractéristique la plus révolutionnaire d’EO-1 était l’expérience scientifique autonome qui a permis à l’ordinateur embarqué à bord d’EO-1 de décider quelles images prendre et à quel moment, ce qui représentait un bond en avant en termes d’autonomie spatiale. De plus, EO-1 faisait partie d’un Sensor Web, autrement dit un réseau de satellites interconnectés capables de déléguer des cibles et de s’alerter les uns les autres lorsque leurs systèmes détectent quelque chose d’intéressant, comme les éruptions volcaniques.
Ainsi, lorsque l’Erta Ale (Éthiopie) est entré en éruption en janvier 2017, les volcanologues espéraient qu’un satellite de la NASA pourrait observer l’événement et prendre des photos. Il s’est avéré qu’un satellite avait pris de l’avance et avait déjà commencé à observer le volcan, grâce à un programme d’intelligence artificielle à son bord. Le satellite en question était EO-1 qui avait effectué ce travail parfaitement! Grâce au satellite, les scientifiques ont pu observer l’éruption au bon moment, pendant sa première phase. Cela n’aurait pas été possible sans le Sensor Web. À la fin du mois de janvier, l’un des satellites du réseau avait détecté des changements dans le comportement du lac de lave de l’Erta Ale et avait alerté le satellite EO-1 pour qu’il prenne des photos du volcan. Grâce à la très bonne réactivité du EO-1, les chercheurs de la NASA ont déclaré qu’ils pouvaient maintenant observer une à une les images de l’Erta Ale pour étudier les modifications intervenues dans l’émission de lave avec le temps.
L’Erta Ale n’est pas le seul volcan épié par le satellite EO-1 pendant les dix années. Des chercheurs de la NASA ont utilisé l’intelligence artificielle à son bord pour étudier l’éruption du Puyehue-Cordon Caulle au Chili en 2011 et l’éruption islandaise de l’Eyjafjallajökull en 2010. Le logiciel ne se limite pas à l’observation de l’activité volcanique ; il a également donné des informations sur les inondations en Thaïlande en 2011.
Bien que l’EO-1 et son programme d’intelligence artificielle se dirigent vers une retraite bien méritée, les prochaines recherches mettront l’accent sur la poursuite de l’autonomie satellitaire.
Sources: Wired & Live Science.

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When an eruption occurs around the world, satellite images are very precious to observe and analyse the situation. One of the most famous satellites to perform such missions is NASA’s Earth Observing-1. Originally, thesatellite’s mission was supposed to last just a year. It did that, and then survived 16 more. But EO-1 is finally out of fuel, and at the end of the month the craft’s operating team will close up shop. Already out of fuel, EO-1 itself will continue to slowly shuffle off its orbital coil until it burns up in Earth’s atmosphere.

EO-1 got its start in 2000 as part of NASA’s New Millennium program. Its primary objective was to test the Advanced Land Imager, the forebear of instruments now on Earth-observing Landsat missions. But it also carries that technology’s likely replacement: Hyperion, a hyperspectral imager that sees over 220 spectral bands. When there was a methane leak in Aliso Canyon, Hyperion could see it in the atmosphere.

EO-1’s most revolutionary feature was the autonomous science experiment, which let EO-1’s onboard computer decide what images to take and when, a big leap forward in terms of spacecraft autonomy. Plus, EO-1 was part of a Sensor Web of interlinked satellites that can delegate targets or alert one another when their systems detected something of interest, like volcanic eruptions.

When Erta Ale in Ethiopia erupted in January, volcanologists hoped a NASA satellite would be able to train its eyes on the explosive event and capture photos. It turned out that a satellite was already a few steps ahead and had already begun observing the volcano, thanks to an artificial intelligence program on board. EO-1 had done the job perfectly! Thanks to the satellite, scientists caught this event at the perfect time, during an early, developing phase of the eruption. This would not have happened without the Volcano Sensor Web. In late January, one of the satellites in the network detected changes in Erta Ale’s lava lake, and pinged the EO-1 satellite to capture images of the volcano. Thanks to the EO-1 satellite’s quick response to the activity, NASA researchers said they now can review images of Erta Ale to study how the discharge of lava changes over time.

Erta Ale was not the only volcano on EO-1’s radar during the satellite’s more-than-a-decade-long run. NASA researchers used the ASE on board EO-1 to study the eruption of Chile’s Puyehue-Cordon Caulle volcano in 2011, and the Icelandic eruption of Eyjafjallajökull in 2010. The software was not limited to covering volcanic activity, however, and also helped monitor severe flooding in Thailand in 2011.

Though EO-1 and its AI program are headed for retirement, future research will continue the pursuit of satellite autonomy.

Sources: Wired & Live Science.

 L’intelligence artificielle à bord du satellite EO-1 a permis une bonne observation de la dernière éruption de l’Erta Ale. (Crédit photo: NASA)

Neige et ressources en eau sur Terre // Snow and Earth’s water resources

L’eau est une ressource essentielle sur Terre. Sans eau, la vie serait impossible. Cependant, seule une fraction de l’eau que l’on trouve sur Terre, soit 3% seulement, est de l’eau douce, et une proportion de 70% de cette eau douce est inaccessible, car elle est prisonnière des glaciers, de la banquise et des neiges éternelles. Il sera intéressant d’observer l’impact du changement climatique sur les chutes de neige, l’accumulation de cette neige, ainsi que ses effets sur les réserves d’eau de la planète.
La NASA a récemment lancé une nouvelle mission destinée à étudier la neige qui se trouve sur la planète et sa relation avec l’eau disponible immédiatement. Baptisée SnoxEx, la mission s’étalera sur plusieurs années et s’effectuera depuis les airs. Son objectif est d’améliorer les méthodes utilisées pour mesurer l’épaisseur et le volume de neige à la surface de la Terre. En testant  les équipements et les techniques de calcul de la quantité d’eau contenue dans la couverture neigeuse, les scientifiques espèrent mieux comprendre comment les fluctuations dans l’accumulation de neige affectent l’accessibilité à l’eau dans le monde entier, que ce soit pour l’agriculture, l’électricité ou l’eau potable.
Les scientifiques de la NASA collaboreront avec des dizaines de leurs collègues aux États-Unis, au Canada et en Europe. Un objectif de la mission est de trouver et d’affiner les meilleures techniques de mesure de la neige et de déterminer comment elles peuvent cohabiter. Comme le manteau neigeux contient généralement de 40 à 95 pour cent d’air, sa teneur en eau est calculée en mesurant sa masse ou  bien sa profondeur et sa densité.
Les satellites surveillent depuis des dizaines d’années l’enneigement saisonnier, mais ils ne sont pas capables de mesurer avec précision la quantité d’eau piégée dans la neige au travers de différents types de paysages enneigés. En particulier, il leur est difficile de mesurer précisément les zones forestières et on pense que les évaluations antérieures ont sous-estimé de 50% le stockage de l’eau dans la neige.

D’autres études utilisant des technologies d’analyse à distance ont également illustré de façon incomplète le stockage de l’eau dans la neige. Les fréquences micro-ondes ne peuvent pas détecter la neige quand elle est partiellement fondue, et le LIDAR est incapable de pénétrer les nuages, ce qui limite son utilité pour analyser les accumulations de neige.
Pour surmonter ces limites techniques, SnowEx rassemblera ses données à l’aide de capteurs multiples intégrant des technologies émergentes telles que celles utilisant l’altitude et la gravité, ainsi que des méthodes plus conventionnelles comme la spectroscopie, le radar et la radio-détection. Au total, cinq avions dotés de 10 capteurs différents permettront aux scientifiques d’analyser la couche neigeuse en fonction des différents types de terrains et des différents types de neige.
Les scientifiques travailleront également sur le terrain dans deux sites du Colorado: le Grand Mesa et le Senator Beck Basin. Les données recueillies au cours des observations sur le terrain seront confrontées aux résultats fournis par les capteurs à bord des avions et les résultats aideront à déterminer les objectifs de la mission SnowEx dans les années à venir. Elles permettront peut-être d’aider au développement futur de satellites capables de détecter les volumes de neige depuis l’espace.
Source: Live Science.

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Water is an essential resource on Earth. Without water, life would be impossible. However, only a fraction of Earth’s water, a mere 3 percent, is freshwater, and about 70 percent of that freshwater is inaccessible, locked up in glaciers, ice and permanent snow cover. With climate change going on, it will be interesting to observe its impact on snowfall, snow accumulation and then its impact on the water reserves of the planet.

NASA recently launched a new initiative to investigate the planet’s snow and the relationship of this snow to readily available liquid water. The aim of the SnowEx multiyear airborne research campaign is to improve methods used to measure snow depth and volume. By testing equipment and techniques for calculating the amount of water contained in snow cover, scientists hope to improve their understanding of how fluctuations in snow accumulation affect water accessibility worldwide, for agriculture, power and drinking.

NASA experts will collaborate with dozens of scientists from across the U.S., Canada and Europe. A goal of the campaign is to find and refine the best snow-measuring techniques and determine how they could work together. Because snowpack is typically 40 to 95 percent air, water content is calculated by either measuring the snowpack’s mass or establishing its depth and density.

Satellites have monitored seasonal snow cover from space for decades, but they can’t accurately measure the amount of water trapped in snow across different types of snow-covered landscapes. Accurately measuring forest areas is particularly challenging, and prior evaluations are thought to have underestimated water storage in snow by as much as 50 percent.

Other surveys using remote-scanning technologies also painted an incomplete picture of water storage in snow. Microwave frequencies cannot detect snow when it is partly melted, and LIDAR is unable to penetrate clouds, limiting its usefulness to track snowstorm accumulations.

To overcome these technical limitations, SnowEx will gather its data with multiple sensors, incorporating emerging technologies such as those that use altitude and gravity sensing, together with more conventional methods like spectroscopy, radar and radio sensing. A total of five aircraft deploying 10 different sensors will allow scientists to adjust scanning options in response to different terrains and different types of snow.

Scientists will also work on the ground at two Colorado sites: Grand Mesa and Senator Beck Basin. Data collected during fieldwork will serve to verify the findings provided by remote-sensing aircraft, and the results will help to determine SnowEx goals in the coming years — perhaps even informing the future development of satellites capable of detecting snow volume from space.

Source: Live Science.

Les satellites ont des difficultés pour détecter le volume de neige dans un tel paysage au Canada (Photo: C. Grandpey).

Du Kilauea (Hawaii) à Io, la lune de Jupiter // From Kilauea Volcano (Hawaii) to Io, Jupiter’s moon

drapeau-francaisAu début du mois de décembre 2016, des scientifiques de l’USGS et de la NASA se sont rendus sur le Kilauea pour tester un système de caméra portable fonctionnant comme pyromètre d’imagerie optique. La caméra haute vitesse mise au point pour ce travail est capable d’acquérir plus de 50 images par seconde dans trois longueurs d’onde (verte, rouge et proche infrarouge). Elle a  été calibrée en recueillant les images d’un four d’étalonnage à haute température.
Au cours de leur travail sur le terrain, les scientifiques de l’USGS et de la NASA ont recueilli des milliers d’images de la lave émise par les deux éruptions du Kilauea : les sorties de lave le long de la coulée 61g, et les projections en bordure du lac de lave dans le cratère de l’Halema’uma’u.
La température de la lave du Kilauea est bien connue ; elle atteint environ 1 171°C au sommet et autour de 1 140°C sur l’East Rift Zone. De ce fait, le volcan est l’endroit idéal pour calibrer la caméra avec les températures fiables des coulées actives et du lac de lave.
Les résultats de cette étude permettront de valider une méthode générique de traitement des données applicable à d’autres ensembles de données de télédétection par satellite, avion et sur terre. Le but ultime de cette recherche financée par la NASA est de concevoir un instrument capable de mesurer de façon fiable la température de la lave active sur Io, la lune de Jupiter, le seul autre objet de notre système solaire connu pour avoir un volcanisme actif à haute température.
Source: USGS / HVO.

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drapeau-anglaisIn early December 2016, USGS and NASA scientists visited Kilauea Volcano to experiment with a portable, ground-based camera system for use as an optical imaging pyrometer. The custom-built, high-speed camera can acquire images at more than 50 frames per second in three wavelengths (green, red, and near-infrared). It was calibrated by collecting images of a high-temperature calibration oven.

During their field work, the USGS and NASA scientists collected thousands of images of active lava from Kilauea’s two ongoing eruptions. This included breakouts along the 61g lava flow, as well as spattering lava along the edges of the Halema’uma’u lava lake.

The eruption temperature of Kilauea lava is well-known—up to about 1,171°C degrees at the summit and around 1,140°C on the East Rift Zone. Because of this, the volcano is the perfect place to determine how these camera data can be used to retrieve reliable temperatures from the hottest parts of active flows and lava lakes.

The results of this study will establish the validity of a generic data processing method that could be applied to other satellite, airborne, and ground-based remote sensing data sets. The ultimate goal of this NASA-funded research is to design an instrument capable of reliably measuring the temperature of active lava on Jupiter’s moon, Io, the only other object in our solar system known to have active, high-temperature volcanism.

Source: USGS / HVO.

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Lac de lave et coulées permettront de calibrer la caméra.

(Photos: C. Grandpey)