David Hambling, 01 Juin, 2018

Les ballons à haute altitude ont ouvert la voie aux satellites. Des décennies plus tard, pourraient-ils être prêts à les remplacer ?

L’avenir proche : les touristes regardent avec enthousiasme depuis les hublots, loin au-dessus de la Terre, enchantés par la vue de la noirceur étoilée au-dessus et de l’horizon bleu courbé en dessous. Cependant, il ne s’agit pas d’un engin spatial, mais d’un ballon proche de l’espace. Il a été lancé de Mongolie, pas de Houston. Et les touristes sont chinois.

Ces ballons sont une nouvelle  » haute frontière « . En 1958, la Russie a étonné le monde en lançant Spoutnik, le premier satellite. Les Américains ont rapidement mis sur pied la Nasa pour participer à la course à l’espace et sont devenus la première puissance spatiale mondiale. Les satellites sont essentiels pour les communications, la surveillance météorologique, la navigation et d’autres domaines. Mais 60 ans après que les ballons de haute altitude de Spoutnik les défient.

Les ballons offrent un point d’observation à 30 kilomètres (18,7 milles) pour les communications ou la surveillance, beaucoup plus près que les satellites. Ils coûtent une fraction du prix et, contrairement aux satellites, peuvent facilement retourner sur Terre pour une mise à niveau ou des réparations.

Sputnik 3 (Credit: Getty Images)

Project Loon, qui fait partie de Google parent Alphabet, est l’un des premiers à exploiter ces vents compensateurs avec des ballons à haute altitude pour assurer les communications dans les régions éloignées ou sinistrées. Le plan original était un flot de ballons suivant le vent dominant, mais les chercheurs ont découvert que les ballons pouvaient rester en place en utilisant des vents compensateurs à différentes hauteurs. Des algorithmes sophistiqués d’apprentissage machine changent de hauteur pour attraper le bon vent.

Le projet Loon a donné accès à Internet à 300 000 personnes à Porto Rico après que l’ouragan Maria a détruit l’infrastructure en 2017. Cela prouve que le concept fonctionne, même s’il en est encore au stade expérimental.

World View, basée à Tucson, prévoit d’utiliser leurs ballons, appelés Stratollites, non seulement comme relais de communication, mais aussi comme plates-formes de surveillance. BBC Future a visité leurs installations en 2016.

« Les applications sont infinies, qu’il s’agisse de surveiller constamment les forêts, d’avertir les premiers intervenants en cas d’incendie, d’observer les régions éloignées de l’océan à la recherche de piraterie maritime ou de surveiller en temps réel la santé des cultures « , explique Angelica DeLuccia Morrissey de World View.

Il y a trois ans, World View ressemblait à un rêve, mais après une série de vols d’essai de plus en plus ambitieux, l’entreprise a des contrats gouvernementaux et des clients commerciaux. La communauté de la défense voit les Stratollites comme les nouveaux yeux dans le ciel.

WorldView balloon at airfield (Credit: WorldView)

« Nous pensons que cela pourrait changer la donne pour nous « , déclare l’amiral Kurt Tidd, commandant de l’US Southern Command, à la suite d’un vol d’essai de Stratollite. « Une plate-forme de surveillance de longue durée et de longue durée. »

La même technologie pourrait aider à suivre la météo en temps réel, par exemple en obtenant une vue rapprochée d’un ouragan depuis le haut. La National Oceanic and Atmospheric Administration des États-Unis s’y intéresse activement.

Les Stratollites actuelles portent une charge utile de 50 kg (110 lb) et, grâce aux cellules solaires, elles peuvent fonctionner indéfiniment, avec une puissance suffisante pour piloter des radars ou des communications puissantes. De plus gros ballons capables de transporter de plus grosses charges utiles sont en cours d’élaboration. Les plans à plus long terme comprennent le tourisme dans l’espace proche et la livraison de marchandises. Lorsque sa mission est terminée, une Stratollite se rend à un point donné et parachute jusqu’au sol. La même technique pourrait être utilisée pour livrer des fournitures d’urgence ou d’autres marchandises à des endroits éloignés n’importe où dans le monde.

La concurrence est de plus en plus vive, et elle vient de Chine. KuangChi Science (KC), fondée à Shenzhen en 2010, est spécialisée dans les dirigeables et les technologies de communication. L’entreprise développe sa montgolfière Traveller et sa propre version de la navigation stratosphérique par vent.

« L’accent initial en Chine est mis sur la télédétection et les télécommunications, avec des clients, y compris des municipalités cherchant à intégrer Traveller dans un système Smart City », explique Zhou Fei, chef de l’équipe R&D de KC Space. Il dit que cela coûtera entre un dixième et un centième d’un système satellitaire comparable.

Le voyageur transportera également une capsule de six passagers dans la stratosphère. En octobre dernier, KuangChi a lancé et récupéré en toute sécurité un ballon transportant une tortue jusqu’à une altitude de 21 kilomètres (13,1 miles). Cela pourrait conduire à des vols de passagers d’ici 2021 pour un coût d’environ 70 000 £ (96 600 $) par siège.

Cubesat in orbit (Credit: Alamy)

Selon Fei, Traveller pourrait également être une plate-forme de lancement secondaire. Cela signifierait soulever une fusée au-dessus de la plus grande partie de l’atmosphère terrestre, d’où elle pourrait tirer une petite fusée en orbite beaucoup plus facilement qu’à partir du niveau de la mer. Cela serait utile pour le marché en pleine croissance des minuscules CubeSats.

« L’un des graals dans le monde est de savoir si l’on peut réduire le coût du lancement d’un petit CubeSat en orbite « , explique Jeffrey Manber, dont la société Nanoracks travaille avec KC sur le programme Traveller.

Les ballons peuvent aussi lancer des véhicules vers le bas. En 2017, une équipe de l’Académie chinoise des sciences a libéré deux petits drones d’un ballon stratosphérique, le transformant en une base aérienne volante. Cette installation pourrait effectuer des missions de recherche et de sauvetage, avec des capteurs sur la montgolfière identifiant les emplacements probables et des drones tombants pour une vue rapprochée. Ils croient que le ballon pourrait transporter des centaines de drones.

L’armée chinoise s’intéresse également à l’espace proche. Personne ne contrôle ce domaine – encore – et les ballons stratosphériques offrent un moyen peu coûteux pour la surveillance militaire et d’autres applications. Cela pourrait mener à une série de contrats militaires.

Après que le Spoutnik russe a montré au monde ce que les satellites pouvaient faire, les Etats-Unis les ont surpassés dans la course à l’espace. De plus en plus de ballons stratosphériques pour le tourisme, la communication et la surveillance dans le proche espace sont susceptibles d’apparaître dans un avenir proche. La course au proche espace est en marche et alors que l’Amérique est actuellement en tête, la Chine rattrape rapidement son retard.