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Aujourd’hui, c’est le début officiel de la campagne ESSENCE 2011. Le début est marqué par l’arrivée de l’avion Geophysica à Kiruna. Déjà hier, des aires de campagnes scientifiques ont flottées dans les aires. Bien que nous sommes ici depuis maintenant deux semaines, les autres équipes commencent à peine à arriver. Leurs instruments étant déjà en fonction depuis plusieurs années, la préparation est beaucoup plus rapide et facile. La taille typique des équipes pour un instrument de mesure sur Geophysica est d’environ 5 personnes. Nous sommes plus de 20 pour notre instrument.

Hier dans la journée, des scientifiques et ingénieurs de Mainz et Julich sont arrivé et ont commencé à s’installer. L’équipe technique et logistique russe de MDB est aussi arrivé hier pour lentement s’installer avant l’arrivée de leur avion. Cette journée excitante est aussi entrecoupée d’un intermède plutôt étrange. Un « tour operator » allemand organise une fête ici pour des employés d’agences de voyage allemande. C’est la seconde fois en une semaine que cette fête à lieu. Au menu : deux avions nolisés de SAS arrivent directement d’Allemagne et débarque les gens sur le tapis rouge dans le hangar, de la musique douteuse (et forte) et du cerf. Une campagne de marketing pour le tourisme à Kiruna et dans le Lapland qui commence dans un hangar avec les odeurs de Jet Fuel. On espère que les boissons étaient gratuites dans l’avion pour les invités.

Vers 11h30 ce matin, le mot s’est rapidement propagé : « Geophysica arrive! ». Il n’en fallait pas plus pour tirer tout le monde de leur bureau dans le froid polaire (ou, pour les gens de Québec, le froid normal en hiver).

Une partie de l'équipe qui attend dans le froid....

C’est enfin peut avant midi, avec un peu de retard, qu’on a pu entendre le sifflement caractéristique des moteurs de l’avion passer au dessus de nous, dans les nuages. Puis, enfin, l’avion est sorti des nuages.

L'avion en approche finale sous le regard attentif du manager de l'aéroport de Kiruna et du chef de projet du MDB pour l'avion Geophysica

Ce vol de transfert c’est fait depuis les installations du Myasishchev Design Bureau, ou MDB pour les intimes, à Moscou et Kiruna sans escales avec Oleg aux commandes. Il est un des deux seuls pilotes pour cet avion expérimental et il ne parle pas un mot d’anglais ce qui donne quelques maux de tête aux contrôleurs aérien une fois passé la frontière russe.

Très rapidement après son arrivée à Kiruna, l’équipe technique du MDB, a aidé Oleg à quitter l’étriqué cockpit de l’avion et s’est afférer à sécuriser l’appareil et le préparer pour décharger tout le cargo qui se cache dans les multiples espaces prévu pour les instruments de mesures.

Oleg, le pilote de Geophysica, quitte le cockpit après le vol de transfert depuis Moscou.

Ce n’est qu’une fois la fête finie que l’avion a peu entrer dans le hangar. Avec une envergure comparable à celle du géant Hercules, Geophysica prend toute la place qu’on lui laisse.

Geophysica entre finalement dans Arena Arctica en milieu d'après-midi.

Maintenant c’est le sprint final vers le premier vol de la campagne qui débute. D’ici là, tous les instruments doivent être monté à leurs places prévue dans l’avion. Pour certains qui ont volé des dizaines de fois sur Geophysica, cette tâche sera facile. Pour GLORIA, l’aventure ne fait que commencer.

Posted by Erik Kretschmer at 02:58 PM | Permalink

Hier était une journée excitante! L’expression « First Light » est utilisée par les astronomes pour décrire la première image prise par un nouveau télescope – la première lumière y entrant. La même expression est utilisée par nous, spectrométristes, pour décrire le premier spectre atmosphérique observé par notre instrument.

Pour la première fois de sa vie, le spectromètre GLORIA à quitté le douillet laboratoire pour regarder vers le ciel polaire.

Afin de tester les systèmes de pointage, nous avons monté l’instrument sur une remorque pour nous promener sur les grands espaces de l’aéroport. La préparation a été plutôt longue et non pas sans problèmes. C’est enfin vers 19h que nous étions prêt à sortir par la géante porte du hangar pour regarde vers le ciel.

Préparation de GLORIA pour une balade....

GLORIA prend l'air!

Une fois l’instrument en grande partie couvert par une bâche de plastique pour protéger de la neige et du vent, nous sommes sortie devant le hangar. À cet endroit, GLORIA a vue pour la première fois la lumière du ciel.

Par chance, les conditions étaient plus qu’idéales ! Les spectres obtenus sont au dessus de toutes attentes.

Premier spectre atomosphérique de GLORIA

Détail du premier spectre où on voit très bien la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone, de l’ozone et même, la petite bosse identifiée, du CFC12.

La nuit polaire nous a aussi réservée une belle surprise : La première aurore boréale de la campagne. Bien que faible, elle s’est tout de même laissé appréciée. Je vous laisse l’apprécier à votre tour avec quelques photos.

Posted by Erik Kretschmer at 02:25 PM | Permalink

Ici, à Kiruna, le temps file. D’un côté les jours sont de plus en plus courts, d’un autre, les journées de travail de plus en plus longues. Au fur et à mesure que l’équipe avance dans la préparation pour la campagne, de nouveaux problèmes font surface ou des problèmes jugés triviaux nous donnent aujourd’hui des maux de tête.

Malgré tout, le moral reste bon. Lundi nous avons enfin eu la confirmation que l’équipe russe de MDB a finalement repris le dessus sur les problèmes techniques et que l’avion M-55 Geophysica et qu’ils arrivent bel et bien le 29 novembre à Kiruna.

Un de nos fournisseurs fait aussi affaire avec l’armée Israélienne. L’anecdote veut que lors de lors communications par email avec leurs clients militaires là-bas, on retrouve dans la signature « La guerre n’attend pas… ». Ce slogan, nous l’avons repris à notre saveur : « L’avion n’attend pas… », nous rappelant ainsi que le temps file jusqu’au premier essai en vol.

GLORIA étant un instrument très complexe avec beaucoup de sous systèmes encore en développement, tous essaient d’avoir un peu de temps pour régler le problème. Pour moi et mes collègues de l’équipe de vol, c’est-à-dire l’équipe qui s’occuper de faire fonctionner l’instrument pendant le vol, cette situation est un cauchemar. Afin de pour préparer les vols et nos propre systèmes, nous avons besoin d’un instrument complet et fonctionnel. Si toutefois à chaque instant quelqu’un doit enlever un sous système pour y faire des modifications, nous sommes bloqués dans notre progression. En soit, ce n’est pas un problème, mais avec autant de sous-système, plus de 10, et tout autant de personnes cherchant à y travailler, les heures où l’instrument est en configuration dite « de vol » et où la préparation finale pour le vol peut avoir lieu se compte sur les doigts d’une main.

De longues discussions autours de l'instrument vont de paire avec l'analyse et l'identification de problèmes...

Le sytème que nous appellons amicalement GU0 fournis l'alimentation électrique à tous les autres sous-systèmes - près de 1.2 kW.

Malgré tout ce travail, la journée d’hier nous à offert un petit intermède, avec la visite d’un C-130 Hercules de l’armée Suédoise… quelques minutes où les portes du hangar étaient ouverte ouvertes qui nous ont tous bien rafraichi les idées et le bout du nez.

Ouverture des portes pour l'entrée du Hercules. Seul le tapis rouge manque...

Le Hercules, bien qu'un gros avion cargo, à l'air tout petit de Arena Arctica.

Heureusement, le hangar de Arena Arctica est très conformable, avec planché chauffé à la grandeur. Même avec une température loin sous la barre des 0°C à l’extérieur, le hangar se réchauffe très rapidement après la fermeture des portes.

Arena Arctica offre une ambiance de travail quelque peu polaire...

Présentement nous avons une température autour des -5°C et les journées sont de plus en plus courtes. Le Soleil n’est déjà plus au rendez-vous au petit déjeuné vers 07h30, ne se levant qu’après 10h, et ne sera bientôt plus au rendez-vous pour le lunch du midi.

Le repas sont plutôt agréable, en autant qu’on aime le poisson. Le cœur de l’alimentation ici semble être le poisson sous toutes ces formes combiné au pain croquant sec. Poisson fumé, poisson en canne, pâte de poisson, poisson mariné, etc. Ça ne fait bien entendu pas le bonheur de tous. Moi je m’y plais bien.

Et oui, même les boulettes à la suédoise typique d’Ikea sont au rendez-vous, juste en bien meilleur.

Posted by Erik Kretschmer at 04:08 PM | Permalink

Nous sommes donc bien arrivé tel que prévu tard lundi soir à Kiruna. Nous avons rapidement retrouvé nos collègues déjà ici depuis quelques jours. Avec beaucoup de joie nous avons accueilli la nouvelle que non seulement notre conteneur était bel et bien arrivé, mais qu’en plus ils l’avaient déjà en grande partie déchargé dans le hangar où nous travaillons, Arena Arctica.

Après une bonne nuit de sommeil nous nous sommes lancés dans la première journée de travail. Ici, nous logeons dans des maisons des résidences du collège de Kiruna. Ce collège offre des services non seulement aux résidents de la région, mais aussi à tous les gens au nord de la Suède, Norvège et même jusqu’en Russie.

Downtown Kiruna avec vue sur la mine

De nos résidences, ont aperçoit très bien la mine de Kiruna surplombant la ville. Il s’agit la plus grande mine de minerai de fer au monde. De cette mine on extrait un des meilleurs minerai qu’il soit d’une profondeur allant jusqu’à 2 km.

Rapidement, je me suis un peu senti ici comme à la maison. Le climat ici est très similaire à celui que nous aurions à Québec en début d’hiver. Températures autours du point de congélation, petite neige fraiche au sol. Étant toutefois beaucoup plus près du pôle, bien au nord du cercle polaire, la lumière y est très différente…

En ce moment, le Soleil se lève peu après notre petit déjeuner, vers 9h, et se couche peu après notre dîner, vers 14h. Tous les jours, nous voyons les journées raccourcir et, bientôt, il n’y aura plus de soleil du tout et ce pour plusieurs semaines.

Coucher de soleil de midi

Nos lunchs du midi sont d’ailleurs plutôt amusants étant dans le minuscule terminal de l’aéroport de Kiruna. Malgré les deux vols et demi par jour, l’ambiance d’aéroport n’y est pas moins présente. Notre lieu de travail est un hangar géant situé à environ 100 m du terminal (rien n’est situé très loin dans cet aéroport). Malgré la taille de l’aéroport, le hangar de Arena Arctica peut recevoir des gros porteurs puisque cet aéroport nordique est aussi utilisé pour tester les nouveaux avions en condition hivernales.

Hangar de Arena Arctica

Arena Arctica

À ce moment ci, nous sommes bien installés pour travailler et avons complété les tests d’après transport avec succès. Ces tests ont pour but de s’assurer que tout fonctionne encore après le long transport du sud de l’Allemagne jusqu’ici.

Nous pouvons maintenant continuer à préparer l’instrument avant l’arrivé de l’avion M-55 Geophysica. Malheureusement, nous avons appris que les Russes ont des problèmes techniques avec l’avion et doivent retarder leur arrivée d’une semaine ici à Kiruna. Malgré ce délais, la campagne devrait toutefois encore avoir lieu tel que prévu. Ce sont là les aléas de ce genre de campagnes scientifiques. De notre côté, nous profiterons amplement de ce temps puisque le temps est une chose que nous n’avons certainement pas en trop.

Posted by Erik Kretschmer at 11:27 AM | Permalink

Aujourd’hui, une étape déterminante dans la campagne a été franchie. Tout le matériel est passé des laboratoires au Conteneur, qui sera expédié par camion vers la Suède demain matin. Une longue journée où tous ont travaillé sans relâche pour emballer sécuritairement le matériel, identifier des caisses, faire l’inventaire et charger le conteneur.

Dans les caisses : vis, outils, instruments de mesure de tous genres, pièce de rechange, ordinateurs, linge de travail d’hiver et j’en passe! La quantité de matériel suivant l’équipe pour cette campagne est simplement ahurissante - comme jamais avant, semble-t-il.

Étant la première campagne de l’instrument et puisque que beaucoup de travail reste à faire d’ici le premier vol, la tâche de choisir ce qui sera nécessaire et ce dont on pourra (ou devra) se passe n’est pas toujours facile. Certaines choses ont même dû être sacrifiées lors de l’empaquetage du conteneur.

Lors de l’emballage, j’ai aussi découvert le matériel de travail Arctique. Le highlight : Les bottes Sorel. Oui! Des bottes Sorel! Les années d’expérience et de campagnes scientifiques arctiques, semble avoir démontré que c’est ce qu’il se fait de mieux. Ici un exemple d'une paire pas toute toute jeune...

L’empaquetage ne s’est pas fait sans heurts. À bien plus d’une reprise, nous nous sommes demandé si tout allait rentrer dans le conteneur. Après plusieurs heures de Tetris, nous avons enfin vu la lumière au bout du conteneur. Quelques pièces plus grosses ont dû être démontées et beaucoup de créativité à l’emballage a toutefois été nécessaire. Il est clair que si quelque chose se déplace, ça ne pourra pas tomber loin.

Comme disait un de mes collègues, si l’équipe n’avait pas 20 ans d’expérience de campagne et d’empaquetage de conteneur, on y serait encore. Une fois tout rentré, il ne reste que la place pour GLORIA, notre spectromètre, qui se cache dans une grosse caisse de bois.

Maintenant, ce sont enfin quelques jours de repos bien mérités et bien nécessaires d’ici notre départ lundi. Beaucoup de travail nous attend à notre arrivée à Kiruna — en commençant par le dépaquetage du conteneur...

Posted by Erik Kretschmer at 06:04 PM | Permalink

Dans ma dernière entrée, je vous ai parlé du cardan permettant de stabiliser GLORIA. Voici un petit vidéo des tests d’hier montrant très bien comment le tout fonctionne.

Sur le vidéo, l’instrument est accroché sur le cadre bleu qui lui est attaché à une grue. Les mouvements du cadre bleu simulent les mouvements de l’avion. La fenêtre de la caméra est le cercle mauve avec le collant rouge dessus (le collant est en fait sur le couvercle de plexiglas devant la fenêtre et non sur la fenêtre elle-même - disant le classique «remove before flight»). La couleur mauve est celle du germanium, un élément non transparent pour la lumière visible, mais parfaitement transparente pour l’infrarouge.
Une (beaucoup) plus petite caméra pour la lumière visible est aussi attachée sur le devant, juste à droite de la fenêtre de la caméra principale.

Alors voici:

La caméra pèse environ 45 kilos et la plateforme qui tourne, plus de 100 kilos. Le tout, avec le cadre bleu, près d’une demi-tonne. Le cadre bleu en acier est aussi lourd que tout l’instrument, construit entièrement en aluminium.

Posted by Erik Kretschmer at 02:30 AM | Permalink

Dans une semaine, c’est le départ pour Kiruna. D’ici là, c’est tout un marathon qui se dessine. L’apogée de la course sera au milieu de la semaine, alors que l’instrument et tout le matériel seront placés dans le conteneur qui sera transporté par camion jusqu’au 67e parallèle. Les quelques jours de répits entre le transport du conteneur et notre départ seront grandement appréciés!

L’instrument GLORIA est en fait une caméra infrarouge qui peut différencier les longueurs d’onde de la lumière avec une très grande précision. Les longueurs d’onde dans l’infrarouge sont l’équivalent des couleurs pour la lumière visible. Des gaz qui sont transparents dans le spectre visible, tel que le monoxyde et dioxyde de carbone, le méthane et l’ozone, on en fait une «couleur» dans l’infrarouge. En détectant précisément la couleur de la lumière que reçoit notre caméra, il est possible d’identifier non seulement la présence de ces gaz, mais aussi leur concentration. C’est le principe de la spectroscopie.

La caméra de gloria est montée dans un cardan [wikipedia.org]. Le cardan, pouvant tourner sur 3 axes, permet non seulement d’orienter la caméra dans la direction souhaitée, mais permet aussi de compenser les mouvements de l’avion.

Le petit vidéo qui suit illustre bien le principe du cardan pour stabiliser et compenser les mouvements.

Ce type de système n’est pas nouveau pour stabiliser des caméras. Il est couramment utilisé dans l’industrie du cinéma, ou encore sur les hélicoptères de police. Toutefois, pour le type d’instrument que nous utilisons, ce système est unique. Une grande partie du défi vient du fait que notre caméra pèse plus de 40 kilos... et qu’elle doit être stabilisée à au moins 0.13° près. De plus, l’orientation doit être connue à 0.023° près. Pour pouvoir stabiliser cette masse à ce niveau, les trois moteurs - un pour chaque axe - doivent pouvoir développer le couple d’un moteur de voiture.

Le vidéo qui suit montre GLORIA lors du test de positionnement sur l’avion HALO de la DLR en juillet dernier. Dans le vidéo, la pièce jaune sur la caméra indique le champ de vue (c.-à-d. où la caméra regarde).

Pour que ce système à cardan fonctionne adéquatement, il doit être parfaitement balancé. Tout débalancement auguementerait de manière considérable la demande sur les moteurs. Ce sera notre première tâche pour cette semaine. Les dernières modifications mécaniques étant maintenant complétés, les contres-poids seront ajustées sur toutes les parties de l’instrument afin qu’il soit toujours en équilibre, peu importe son orientation.

En parallèle aux ajustements mécaniques, le système de communication satellitaire sera testé. Ce système, tout aussi à la pointe de la technologie, est basé sur le réseau Iridium [wikipedia.org]. Le réseau Iridium est formé par 66 satellites en orbite basse, à 781 km d’altitude. Il a été conçu pour pouvoir rejoindre par téléphone les régions où autrement aucune communication ne serait possible. De ce fait, il est très utilisé sur les bateaux ou par les gens se déplaçant dans les zones éloignées. Les chasseurs ou les gens qui ont des chalets dans le nord ont peut-être déjà vu ce genre de téléphone satellite. Ce système permet aussi de transférer des données comme avec les bons vieux modems téléphoniques. Et comme les bons vieux modems téléphoniques, les taux de transferts sont lents. Typiquement, un modem Iridium permet d’atteindre au mieux 2.4 kbit par seconde (ou 2400 bauds). Pour mettre les choses en relation, il s’agit là des taux de transferts typiques de la fin des années 80.

Pour GLORIA, nous utilisons une toute nouvelle génération de système de communication Iridium, qui utilise plusieurs antennes et communique de manière combinée avec plusieurs satellites en même temps. Avec ce système, basé sur la technologie Open Port [iridium.com], il est possible d’atteindre 128 kbit/s.

GLORIA produit des données à un taux d’environ 600000 kbit/s.

Pour cette raison, seules quelques données nécessaires pour s’assurer au sol du bon fonctionnement de l’instrument sont envoyées sur le lien satellite. Ces données, que l’on appelle «House Keeping», nous permettent d’identifier un problème pendant la mission et d’apporter des correctifs au besoin.

Or ce système est tout nouveau et fraichement arrivé des États-Unis. Il doit encore être testé pour s’assurer que l’interface de communication est compatible avec notre ordinateur de bord, notre alimentation électrique, etc.

Ce sera deux jours intenses de travail qui se termineront par l’emballage de tout l’équipement du laboratoire dans le conteneur et l’expédition vers la Kiruna.

Kiruna est une petite ville minière du nord de la Suède. Avec 19000 habitants, ses deux industries principales sont l’exploitation de la mine et le tourisme hivernal. Avec son réputé hôtel de glace, Kiruna est LA place pour les retraites nordiques des Européens.

http://www.icehotel.com/

Kiruna est aussi connue comme étant le lieu d’essai pour les compagnies automobiles. C’est à cet endroit que beaucoup de compagnies vont des essais hivernaux et sur glace.

La quatrième industrie d’importance à Kiruna, et aussi la raison de notre présence à cet endroit, est l’industrie aérospatiale. Estange Space Center est en centre de recherche et de lancement de la Swedisch Space Corporation.
De ce centre sont lancés régulièrement fusées et ballons stratosphériques. Pour complémenter ce site, l’aéroport de Kiruna a aussi été configuré pour recevoir des avions de recherches. Des hangars spécialisés y sont installés pour recevoir les équipes scientifiques. Ce sera ma base d’opérations pour les prochaines semaines.

Posted by Erik Kretschmer at 12:28 PM | Permalink