Du volcan Kilauea à la Planète Rouge // From Kilauea Volcano to the Red Planet

drapeau-francaisEn septembre 2016, la simulation d’une mission d’atterrissage sur la planète Mars a eu pour cadre le volcan Kilauea. L’expérience faisait partie du programme Biologic Analog Science Associated with Lava Terrains (BASALT).de la NASA.  Le programme BASALT se compose d’un groupe international de 65 scientifiques, ingénieurs, informaticiens et astronautes dont la mission est l’exploration humaine de Mars à l’aide de robots. L’un des principaux objectifs de BASALT est d’examiner comment les humains peuvent effectivement explorer la surface de Mars pour y détecter des signes de vie, et de comprendre l’histoire géologique de la Planète Rouge.
Le Kilauea offre des paysages qui ne sont pas vraiment ceux de la planète Mars, mais ils s’en rapprochent. La région du Mauna Ulu sur l’East Rift Zone a été choisie comme zone d’atterrissage et d’exploration de Mars.
L’équipe scientifique du programme BASALT a installé un poste de contrôle de la mission à l’intérieur du camp militaire du Kilauea. La transmission bidirectionnelle de la voix, des vidéos et des données a été établie entre ce centre de commandement et l’équipe sur le terrain composée de deux membres qui ont effectué des échantillonnages en simulant, dans le secteur du Mauna Ulu, les conditions d’une mission sur Mars. Par exemple, les communications ont été établies avec une latence de 15 minutes pour imiter les délais de transmission imposés par la grande distance entre la Terre et Mars.
Outre la simulation des conditions de mission sur Mars, le programme BASALT a également testé diverses plates-formes scientifiques mobiles, des dispositifs portatifs pour déterminer la température et la composition des roches, ainsi que des technologies de pointe pour la transmission et l’affichage des vidéos et des données.
Le HVO a cautionné le projet BASALT en acceptant d’installer des antennes relais sur le toit de sa tour d’observation du cratère de l’Halema’uma’u.
Les volcans hawaïens ont toujours occupé une place prépondérante dans la formation des astronautes américains. Dans les années 1960 et 1970, la NASA a utilisé divers sites du Kilauea et les hautes pentes du Mauna Kea pour enseigner la volcanologie aux astronautes des missions Apollo et pour les préparer aux missions lunaires.

Plus récemment, la NASA, en collaboration avec l’Université d’Hawaï, a conduit des expériences pour étudier la faisabilité de longs séjours sur Mars.
De 2008 à 2012, des missions ont testé sur le Mauna Kea les méthodes d’extraction de l’oxygène et de l’eau de la cendre volcanique. Depuis 2012, le programme Hawaiii Space Exploration Analog and Simulation (HI-SEAS) a organisé des missions d’isolement de longue durée dans lesquelles des équipes scientifiques ont passé jusqu’à un an à l’intérieur d’un dôme géodésique situé sur le Mauna Loa.
Avant le programme BASALT sur le Kilauea, l’équipe scientifique de la NASA a effectué une autre simulation d’atterrissage sur Mars en 2015 sur le site des Cratères de la Lune dans l’Idaho.
L’équipe scientifique du programme BASALT espère retourner à Hawaï en 2017 pour répéter la mission dans un autre secteur du Kilauea.

Source: USGS / HVO.

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drapeau-anglaisA simulated Mars landing mission unfolded on Kilauea Volcano for two weeks in September 2016. The work was part of NASA’s Biologic Analog Science Associated with Lava Terrains (BASALT) program. BASALT consists of an international group of 65 scientists, engineers, computer scientists and astronauts dedicated to furthering the human-robotic exploration of Mars. One of the main objectives of the BASALT research program is to examine how humans can effectively explore the surface of Mars for life and to understand the geologic history of the Red Planet.

Kilauea Volcano offers landscapes that are not perfect analogs for Mars, but come quite close. The Mauna Ulu region on the east Rift Zone has been targeted as the Mars landing and exploration area.

The BASALT team also set up a Science Mission Control at Kilauea Military Camp. Two-way voice, video and data streaming was established between this command center and the field team, which consisted of two crew members who conducted field sampling under simulated Mars mission conditions around Mauna Ulu. These communications were delayed by up to 15 minutes to mimic transmission latencies due to the great distance between Earth and Mars.

In addition to simulating Mars mission conditions, the project also evaluated the use of various mobile science platforms, hand-held devices to determine temperature and composition of rocks, and cutting-edge video and data display technologies.

The Hawaiian Volcano Observatory (HVO) supported the BASALT project by hosting communication relay antennae in its observation tower.

Hawaiian volcanoes have featured prominently in the training of American astronauts for decades. In the 1960s and 1970s, NASA used various locations on Kilauea and the high slopes of Mauna Kea to teach Apollo astronauts volcanology and prepare them for what they might encounter on the surface of the Moon.

More recently, NASA, along with the University of Hawaii, has conducted experiments to advance the feasibility of long-term human habitation on Mars.

From 2008 to 2012, international campaigns carried out on Mauna Kea tested methods of extracting oxygen and water from volcanic cinder. Since 2012, the Hawai‘i Space Exploration Analog and Simulation, or HI-SEAS, program has conducted long-duration isolation missions in which crews spend up to a year inside a geodesic dome located on the slope of Mauna Loa.

Prior to the BASALT program at Kilauea Volcano, the NASA team conducted another simulated Mars landing in 2015 at the Craters of the Moon National Monument in Idaho.

The BASALT team hopes to return to Hawaii in 2017 to repeat the mission in another area of Kilauea.

Source: USGS / HVO.

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Vue du Mauna Ulu (Photo: C. Grandpey)

 

Cendre volcanique, encore et toujours!

drapeau francaisDans une note publiée sur ce blog le 10 décembre 2011, j’attirais l’attention sur les tests d’un détecteur de cendre volcanique par la compagnie EasyJet. Le système, baptisé AVOID (Airborne Volcanic Object Imaging Detector), avait été testé en Sicile à bord d’un petit avion au-dessus de l’Etna et du Stromboli. Comme je le faisais remarquer à l’époque, pour qu’ils soient révélateurs, il aurait fallu que les tests soient effectués au moment d’un paroxysme de l’Etna et non pendant des périodes d’activité faible.

Un nouveau test du système AVOID est prévu le 28 Octobre prochain, si les conditions météorologiques sont favorables, au large de la côte ouest de la France, dans le Golfe de Gascogne. Selon Fred Prata, un scientifique de l’institut norvégien de recherche aérienne, ce sera le plus important test grandeur nature jamais réalisé avec ce dispositif destiné à aider les pilotes à affronter les cendres volcaniques.
Un avion-cargo Airbus A400M volera en spirale tout en laissant échapper quelque 8 mètres cubes de cendre (prélevés sur l’Eyjafjallajökull) entre 3000 mètres et près de 4000 mètres d’altitude. Un deuxième avion, un A340 avec le capteur AVOID à son bord, volera près du nuage de cendre à différentes hauteurs tout en effectuant des mesures. Un avion à hélice à quatre places de l’Université des Sciences Appliquées de Düsseldorf (Allemagne) mesurera les propriétés optiques depuis l’intérieur même du nuage. Dépourvu de moteur à réaction, cet avion ne risque pas de panne de moteur.
Au moment où il sera le plus dense, le nuage artificiel ne devrait pas contenir plus de 1 milligramme de cendre par mètre cube. Cela le situe au bas de l’échelle de contamination de l’air en vertu des règlements européens adoptés après l’éruption de l’Eyjafjallajökull. En dessous de 0,2 mg, on considère que les avions volent en sécurité ; entre 0,2 et 2 milligrammes, un pilote doit prendre conscience des dangers de la cendre ; entre 2 et 4 mg, il doit effectuer une évaluation des risques pour voler ; au-dessus de 4 mg, tous les vols sont cloués au sol.
Le nuage artificiel est susceptible de se dissiper au bout de 6 à 12 heures et la cendre retombera sans danger aucun dans l’océan. L’expérience coûtera environ 500 000 €.
Les chercheurs connaîtront la quantité de cendre dispersée ainsi que sa géométrie précise de sorte que l’expérience constituera un excellent test pour le système AVOID. Toutefois, il restera de nombreux obstacles à franchir avant que le système soit commercialisé. Il faudra pouvoir l’intégrer dans un cockpit et augmenter sa production. La décision dépend essentiellement d’Airbus qui devra décider si la technologie vaut la peine d’être développée. Fred Prata espère que son système AVOID pourra un jour être utilisé sur des avions survolant l’Indonésie, le Chili ou l’Alaska où de nombreux volcans actifs sont un danger pour le trafic aérien.

De cet article, il ressort que les tests de l’AVOID seront effectuées dans des conditions cendreuses minimales. Le système sera-t-il vraiment utile si un autre volcan (islandais ou autre) vomit de volumineux nuages de cendre dans un espace aérien très fréquenté?
Source: Nature.com.

 

drapeau anglaisOn October 28th, if all is calm and clear off the west coast of France, Fred Prata, a Norwegian atmospheric scientist, has planned the biggest field test yet for a device intended to help planes face volcanic ash.

Prata’s sensor, the Airborne Volcanic Object Imaging Detector (AVOID), uses infrared cameras to detect the silicate particles in volcanic ash. The upcoming experiment will involve the largest artificial ash cloud ever made, and will probably be over the Bay of Biscay, in airspace controlled by the French military.

An Airbus A400M cargo plane will fly in a tight spiral, dispensing ash from 50 barrels as it climbs from 3,000 metres to almost 4,000 metres. A second plane, an Airbus A340 commercial airliner carrying the AVOID sensor, will fly near the cloud at various heights, taking measurements. A four-seater propeller plane from the Düsseldorf University of Applied Sciences in Germany will measure optical properties from inside the cloud. Without a jet engine, this plane is not at risk of engine failure.

At its densest, the artificial cloud is likely to contain no more than 1 milligram of ash per cubic metre. That puts it at the low end of air contamination under European regulations adopted after Eyjafjallajökull. Anything below 0.2 milligrams is considered safe to fly in; between 0.2 and 2 milligrams, a pilot must be aware of ash hazards; between 2 and 4 milligrams, a pilot must conduct a special risk assessment to fly; and above 4, all flights are grounded.

The artificial cloud is likely to dissipate in 6 to 12 hours, falling out harmlessly over the ocean. The experiment will cost roughly €500,000.

The researchers will know just how much ash is released, and its precise geometry, so the experiment will provide the best test yet for AVOID. But many hurdles remain before the system can be used commercially, including the need to integrate it into a working cockpit, and to scale up production. The decision rests mostly with Airbus, which would need to decide whether to develop the technology further. Prata hopes that AVOID could one day be used on planes flying in volcanically active regions from Indonesia to Chile or Alaska.

Source : Nature.com.

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Eyjafjallajökull 2010!  Pas sûr que la prochaine éruption de ce type soit moins catastrophique pour le transport aérien!

(Crédit photo:  Wikipedia)

Un test nucléaire en Corée du Nord peut-il déclencher une éruption? // North Korea nuclear test likely to cause an eruption?

   On peut lire sur le site web Russia Today que le troisième test nucléaire prévu par la Corée du Nord pourrait déclencher une éruption du Mont Baekdu, volcan en sommeil situé à 110 km du site d’essais de Punggye-ri. La dernière éruption remonte à 1925 et un géologue sud-coréen estime que le prochain test pourrait avoir un impact direct ou indirect sur l’activité de ce volcan.

La menace d’une éruption se trouve renforcée par plusieurs facteurs comme l’élévation de près de 10 centimètres du sommet du Mont Baekdu depuis 2002 sous la poussée de la chambre magmatique qui sommeille sous l’édifice. De plus, en 2006 un satellite a détecté une augmentation de la température de surface quelques jours après un test nucléaire souterrain effectué par la Corée du Nord dans la partie nord du pays.

Le premier test nucléaire sur le site de Punggye-ri en 2006, avec une énergie dégagée d’environ 1 kilotonne, a généré un séisme de M 3,6. Le test suivant, en 2009, avec une puissance estimée à 2-6 kilotonnes, a produit un séisme de M 4,4 sur l’échelle de Richter. Les observateurs nord-coréens estiment que le troisième test pourrait avoir une énergie dégagée d’environ 20 kilotonnes, soit l’équivalent de la bombe de Nagasaki (21 kilotonnes) en 1945.

Les scientifiques japonais, quant à eux, établissent un lien entre les dernières éruptions du Mont Baekdu et des contraintes souterraines subies par la région. Par exemple, le volcan est entré au moins 6 fois en éruption entre le 14ème et le 20ème siècle et, chaque fois, l’événement faisait suite à un séisme au Japon. Les volcanologues nord-coréens ont observé une activité anormale dans le lac au sommet du volcan après le séisme de M 9 qui a secoué le Japon en mars 2011. A l’époque le Korean Times indiquait que l’eau du lac était très agitée et éclaboussait fortement, avec une augmentation de son niveau de 60 centimètres. Une éruption pourrait entraîner une inondation sur un rayon de 30 km, endommager des structures et mettre en danger la vie des habitants. De plus, la cendre volcanique pourrait causer de fortes perturbations au trafic aérien en Corée, en Chine, en Russie et au Japon, avec de sévères répercussions sur les activités commerciales.

L’article aborde plus ou moins directement le lien entre séismes et volcans. Cette relation n’a jamais été vraiment prouvée. C’est l’un des chevaux de bataille des Japonais qui redoutent que les séismes répétés dans leur pays réveille le vénérable et vénéré Mont Fuji. Jusqu’à présent, il ne s’est rien produit. D’un point de vue personnel, je ne pense pas qu’il existe un lien réel entre séismes tectoniques et éruptions volcaniques.  En revanche, un séisme tectonique puissant est susceptible de fragiliser, voire déstabiliser, un édifice volcanique et provoquer des glissements de terrain.

Dernière minute: La Corée du Nord a indiqué ce matin que le 3ème essai nucléaire venait d’avoir lieu. Il est effectivement plus puissant que les précédents.  Selon l’USGS, le test a provoqué un séisme de M 5.1 à l’ENE de Sungjibaegam, à 1 km de profondeur.

 

   We can read on the website Russia Today that the anticipated North Korean third nuclear test may trigger an eruption of Mt. Baekdu, a dormant volcano located 110 kilometres from the North Korean Punggye-ri nuclear site and whose last activity dates back to 1925. According to a South Korean geologist, the nuclear test will probably exert a direct or indirect impact on volcanic activity at the mountain.

Backing the scenario of the growing eruption threat is the changing height of Mt. Baekdu. It has risen nearly 10 centimeters since 2002 due to the expanding magma chamber beneath the edifice. Moreover, in 2006 a satellite detected an increase of the surfaces temperature just days after North Korea conducted an underground nuclear test in its northern territory.

The first nuclear test conducted in Punggye-ri in 2006, with an explosive yield of about 1 kiloton, resulted in a magnitude 3.6 tremor. The second test was carried out in 2009 and the yield was estimated at 2-6 kilotons, which led to a tremor with a magnitude of 4.4 on Richter magnitude scale. North Korea watchers speculate that the third test may lead to an explosive yield of about 20 kilotons which could be compared to the 1945 Nagasaki bomb estimated yield of 21 kilotons. .

Meanwhile, Japanese scientists connect previous eruptions of Mt. Baekdu with major subterranean stresses in the region. For instance, it erupted at least six times between the 14th and 20th centuries, and each time it followed an earthquake in Japan. North Korean volcanologists observed abnormal activity at a lake atop the mountain after the March 2011 9.0-magnitude earthquake in Japan. The Korea Times reported the lake’s water was shaking and splashing, causing a 60-centimetre rise. An eruption is likely to cause severe flooding of the neighboring area within a 30-kilometre radius, causing devastating damage of infrastructure and endangering people’s lives. The volcanic ash could affect air traffic in the Koreas, China, Russia and Japan, disrupting business activities.

The article tackles, directly or indirectly, the question of the link between earthquakes and volcanoes. This relationship has never been clearly proved. It is one of the Japanese’ favourite topics; indeed, they fear that the very frequent earthquakes that occur in the country might wake up Mount Fuji. Up to now, the old venerable volcano has been indifferent to such seismicity.  As far as I am concerned, I do not believe there exists a real link between tectonic earthquakes and volcanic eruptions. However, a tectonic event may weaken or even destabilize a volcanic edifice and trigger large-scale landslides.

Last minute: North Korea indicates this morning that it has just performed the third nuclear test. It was more powerful than the previous ones. According to USGS, it triggered a M 5.1 earthquake ENE of Sungjibaegam, at a depth of 1 km.

Baekdu-blog

Le Mont Baekdu vu depuis l’espace en avril 2003  (Avec l’aimable autorisation de la NASA)