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À propos des ballons stratosphériques

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Qu'est-ce qu'un ballon stratosphérique?

Les ballons stratosphériques sont des aérostats qui peuvent être envoyés dans la stratosphère. Ce sont les seuls aéronefs pouvant être utilisés dans cette région de l'atmosphère (de 15 à 45 km d'altitude environ). La stratosphère est trop basse pour les satellites, trop haute pour les avions et traversée trop vite par les fusées. L'Agence spatiale canadienne (ASC) utilise les ballons stratosphériques pour mettre à l'essai et valider de nouvelles technologies conçues pour les missions spatiales de longue durée, et pour réaliser des expériences scientifiques dans un environnement s'apparentant à l'espace.

Les ballons stratosphériques sont habituellement constitués d'une pellicule de plastique très fine remplie d'hélium. Ils prennent souvent la forme d'une gigantesque « larme » renversée dont la taille peut équivaloir à plus de la moitié de la tour CN ou à la hauteur de la tour Eiffel. Les nacelles qui y sont suspendues (au bout de la chaîne de vol) emportent des charges utiles d'expériences scientifiques, d'astronomie, de chimie atmosphérique, de prévisions météorologiques et de démonstrations technologiques pouvant peser jusqu'à 1,1 tonne au total.

Ils ne nécessitent aucun moteur ni carburant et sont récupérés dans leur intégralité après le vol. Ils peuvent mener leurs nacelles instrumentées à une altitude maximale de 42 km et y rester pendant plusieurs heures. Certains ballons peuvent même effectuer des vols de longue durée, s'étalant sur des jours, des semaines ou même des mois.

Les ballons stratosphériques sont une plateforme de choix pour les scientifiques et les ingénieurs, qui s'en servent pour tester diverses technologies et faire avancer les sciences spatiales à un coût bien moindre (jusqu'à 40 fois moins) que les satellites. De plus, les ballons stratosphériques permettent de mener des expériences scientifiques en un court laps de temps et d'obtenir rapidement des résultats.

Version textuelle de l'infographie Vols commerciaux de la capacité maximale d'un ballon stratosphérique

Capacité maximale d'un ballon stratosphérique : 1,1 tonne

Source : ASC.

Version textuelle de l'infographie de la Tour du CN
  • Tour CN 553 m
  • Ballon stratosphérique
    • Partie du haut : de 20 à 180 m
    • Partie du bas : de 100 à 150 m

Source : ASC.

La structure d'un ballon

Liste des étapes

Étape 1 Le clapet : Situé au-dessus de l'enveloppe, il permet de contrôler l'altitude. (Source : ASC.)

Étape 2 L'enveloppe : À son altitude de plafond, le diamètre de l'enveloppe peut atteindre jusqu'à 120 mètres pour un volume estimé de plus de 800 000 mètres cubes. (Source : ASC.)

Étape 3 La nacelle enveloppe (NEV) : Elle contient un transpondeur ainsi qu'un récepteur et un feu à l'éclat. Ces éléments, requis par les règlements aéronautiques, permettent de localiser l'enveloppe en tout temps pendant son parcours de vol, durant la montée et la descente. (Source : ASC.)

Étape 4 Le séparateur télécommandé : Commandé par un contrôleur au sol, il permet de faire la séparation entre le ballon et la chaîne de vol. (Source : ASC.)

Étape 5 Le parachute : Mesurant 27 m lorsqu'il est sous tension dans la chaîne de vol, le parachute est utilisé pour permettre à celle-ci de descendre lentement au sol, évitant ainsi des bris des composantes de vols. Lors de l'ouverture du parachute, la nacelle scientifique peut subir jusqu'à 10 g, soit dix (10) fois l'accélération gravitationnelle terrestre. (Source : ASC.)

Étape 6 La nacelle de servitude opérationnelle (NSO) : Située au cœur de la chaîne de vol, elle permet la réception et la transmission des données entre le segment bord et le segment sol et assure le contrôle de l'aérostat en vol. La NSO comprends les composantes avioniques de vol tel que les ordinateurs de bord, le transpondeur et le bac à lest. (Source : ASC.)

Étape 7 La nacelle antenne bande S : Elle effectue le lien radio entre la nacelle de servitude opérationnelle et le sol. (Source : ASC.)

Étape 8 La nacelle feu à éclats (NFAE) : Elle permet de contrôler le feu à éclats afin de s'assurer que le ballon soit visible durant les vols de nuits. (Source : ASC.)

Étape 9 La nacelle scientifique : Elle peut peser jusqu'à 1100 kg. Elle est constituée, entre autres, d'un ordinateur de bord, d'un système d'alimentation et d'un contrôle thermique, d'un moteur et d'un capteur permettant de s'orienter ainsi que d'un ou plusieurs instruments scientifiques. (Source : ASC.)

Quelle altitude un ballon stratosphérique peut-il atteindre?

Infographie de l'atmosphère

Le ballon stratosphérique atteint la stratosphère, soit la deuxième couche de l'atmosphère à partir de la surface terrestre. (Source : ASC.)

Les cinq couches de l'atmosphère terrestre

Exosphère

Altitude : 600 km

Thermosphère

Altitude : de 85 à 600 km

Mésosphère

Altitude : de 50 à 85 km

Stratosphère

Altitude : de 14,5 à 50 km

Troposphère

Altitude : du sol à 14,5 km

Pour nous joindre

Pour toute question à propos du programme STRATOS, écrivez-nous à l'adresse stratos_administration@asc-csa.gc.ca.

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