Des cristaux laser enrobés pour améliorer les missions d’observation de la Terre
L’observation de la Terre est en quelque sorte notre «œil dans le ciel» par lequel nous observons la planète et son environnement. Il s’agit également d’un outil essentiel pour la lutte contre le changement climatique. Faisant à la fois appel à des satellites dans l’espace et à des capteurs in situ au sol, les systèmes d’observation de la Terre tels que le programme Copernicus européen nous aident à surveiller le niveau des mers, à établir des prévisions météorologiques précises et à protéger la biodiversité. «Les missions spatiales d’observation de la Terre sont essentielles à l’acquisition des données dont nous avons besoin pour comprendre notre planète», explique Peter Wessels, chercheur au LZH (Laser Zentrum Hannover). «Lorsque ces missions seront optimisées par des instruments laser basés sur l’alexandrite, nous pourrons mettre au point de nouvelles méthodes de surveillance de l’atmosphère ou de la surface de la planète.» Dans le cadre du projet GALACTIC financé par l’UE, le LZH, en collaboration avec Altechna et Optomaterials, a déployé une chaîne d’approvisionnement européenne de cristaux laser d’alexandrite enrobés, de haute performance et de haute qualité, qualifiés pour l’espace – une technologie vitale pour l’avenir des missions d’observation de la Terre.
Les cristaux d’alexandrite au service de l’observation de la Terre
Souvent appelée émeraude le jour et rubis la nuit, l’alexandrite est un type de chrysobéryl. Mais au-delà de sa caractéristique unique de changement de couleur, l’alexandrite offre également plusieurs avantages uniques pour l’observation de la Terre. Les cristaux d’alexandrite permettent par exemple d’accorder la longueur d’onde du laser, ce qui permet d’effectuer des mesures à une longueur d’onde spécifique à l’information recherchée. Ils constituent ainsi d’excellents candidats pour la détection atmosphérique et la détection et la télémétrie par ondes lumineuses (LiDAR) utilisées pour évaluer d’importants paramètres atmosphériques, la santé des forêts et la biomasse. Le LiDAR est une méthode de télédétection qui mesure les distances par rapport à la Terre en utilisant la lumière sous la forme d’un laser pulsé. L’émission des cristaux d’alexandrite offre également l’avantage de pouvoir être facilement convertie en émission de lumière ultraviolette. «Cette longueur d’onde permet de caractériser directement notre atmosphère et de mesurer la vitesse des vents, et par conséquent d’améliorer la précision des prévisions météorologiques», ajoute Peter Wessels.
Garantir la performance et la durabilité
En dépit de ces avantages, l’utilisation des cristaux d’alexandrite reste limitée en raison d’un certain nombre de difficultés. Ainsi, dans l’espace, les cristaux d’alexandrite sont soumis à des conditions difficiles et potentiellement dommageables, notamment à des variations de température élevées et à une exposition à des niveaux de radiation importants. Afin de garantir leur durabilité, les cristaux d’alexandrite enrobés du projet ont été testés dans des conditions réalistes de mission d’observation de la Terre. Les cristaux du projet GALACTIC se sont révélés remarquablement résistants aux effets des rayonnements ionisants et aux variations de température. Les cristaux sont par conséquent «qualifiés pour l’espace», ce qui signifie qu’ils peuvent être proposés comme composants pour les satellites d’observation de la Terre. «Nos cristaux laser d’alexandrite à revêtement synthétique sont entièrement produits au sein de l’UE et sont comparables, voire supérieurs, aux cristaux non-européens de pointe disponibles sur le marché», souligne Peter Wessels. «Nous avons ainsi non seulement atteint l’objectif fondamental du projet GALACTIC, mais également contribué à renforcer la résilience de l’industrie spatiale européenne.»
Mots‑clés
GALACTIC, espace européen, cristaux laser, observation de la Terre, cristaux laser d’alexandrite, changement climatique, satellites, Copernicus, LiDAR