Un SIG pour la gestion de vols stratosphériques

By samedi 9 avril 2022QGIS

Le programme Stratos gère depuis 2013 le vol de ballons stratosphériques ouverts en partenariat avec le CNES. Ces ballons parcourent de grandes distances à une altitude comprise entre 15 et 45 kilomètres, chargés de nombreux capteurs et matériels scientifiques (« d’expériences scientifiques, d’astronomie, de chimie atmosphérique, de prévisions météorologiques et de démonstrations technologiques« ) avant de retomber après 30 à 40 heures de vol. Leur nacelle pèse jusqu’à 1,1 tonnes.

Le matériel est ainsi confronté à des conditions proches de celles qu’on rencontre dans l’espace ; il permet d’effectuer de nombreux prélèvements au cours de son ascension, et les télescopes embarqués s’affranchissent grandement des pollutions atmosphériques rencontrées au niveau du sol.

Plus récemment, l’agence spatiale canadienne a entrepris le développement d’une plateforme de ballons dilatables utilisant les même ballons de latex que ceux utilisés pour les sondages météo. Comme la réglementation canadienne en matière de ballons non-habités diffère des normes internationales et européenne, le vol d’un instrument de 3-4kg au Canada impose l’usage d’un transpondeur certifié ainsi que l’ajout de redondance sur les systèmes de vol.

Le suivi de ces ballons dilatables, de leur position et de certains capteurs s’avère être une part cruciale de la surveillance des campagnes de vol. Plus prosaïquement, il est important de surveiller la zone de retombée pour d’évidentes raisons de sécurité. Ce suivi fait appel à de très nombreuses données cartographiques et à un SIG servant à la fois à planifier les missions et à les surveiller en temps réel.

Source: Agence spatiale canadienne

Au moment de choisir les outils répondant à leurs besoins et aux objectifs fédéraux (open data et open source first), les ingénieurs de l’équipe Stratos ont été séduits par la qualité, la puissance et les valeurs portées par QGIS.

L’équipe en charge de la supervision des vols au sein de l’Agence Spatiale Canadienne a commencé à migrer ses données cartographiques pour les utiliser avec QGIS et a fait appel à Oslandia pour valider les orientations technologiques et la conception du système. Leur questionnement portait notamment sur la manière d’intégrer les données, puis sur les moyens permettant une maintenabilité et une utilisation optimale.

Cela a été avec vif plaisir que nous avons échangé ensemble sur les bonnes pratiques spécifiquement adaptées à ces besoins.

Nous avons recommandé l’utilisation d’une base de données Postgres/Postgis pour faciliter l’organisation des données malgré leur volume, et pour optimiser l’interaction avec QGIS (par exemple pour basculer d’un contexte de visualisation à un autre ou modifier le style des données).

Concernant la surveillance du ballon dilatable, de ses capteurs, et de sa position, nous avons développé rapidement un démonstrateur exploitant une méthode d’étiquetage pour créer un tableau de bord, à l’image de ce projet, ou encore de cet article.

Suite aux retours enthousiastes de l’équipe Stratos, et à leur volonté de partager leurs futurs développements, l’Agence Spatiale Canadienne envisage aujourd’hui la création d’un plugin QGIS qui permettra de visualiser les trajectoires simulées, la vraie position, et la probable zone de retombée des ballons. Ce plugin serait ensuite publié pour être réutilisé.

Dans leur volonté de s’impliquer dans le développement du plugin, les ingénieurs de l’agence spatiale canadienne ont demandé à Oslandia une formation QGISDEV1 afin de pouvoir eux-mêmes rassembler et migrer les outils existants vers le plugin QGIS.

C’est avec une certaine fierté qu’Oslandia fournira l’aide et les conseils nécessaires pour porter l’équipe Stratos vers une autonomie de développement et de partage de leur plugin. Nous espérons également que la communauté astrophysique y trouvera son intérêt et qu’il pourra servir à d’autres acteurs. Et surtout nous avons hâte de le voir utilisé sur une prochaine mission STRATOS !