Les objets de la haute stratosphère sont utilisés à des fins scientifiques, de surveillance et de communication.

La couche de ciel située au-dessus de la hauteur de croisière des avions commerciaux et en dessous des orbites des satellites était, jusqu’à récemment, considérée par la plupart des gens comme un espace vide.

Cela a changé après qu’un gigantesque ballon chinois ait dérivé à travers l’Amérique du Nord à 20 km du sol, suivi de trois autres objets mystérieux dont les trajectoires de vol étaient à plus basse altitude et qui ont tous été abattus.

Selon le professeur Alan Woodward, physicien et expert en sécurité de l’université du Surrey, l' »espace oublié » situé entre 15 et 40 km au-dessus de la surface de la Terre – parfois appelé espace proche – convient parfaitement aux ballons de surveillance de longue durée.

« Les Chinois ne sont pas les seuls à faire cela », a déclaré Woodward. « Les Américains ont compris il y a longtemps que les ballons à haute altitude étaient un « point sensible » pour la collecte de renseignements. » Dans les années 1950, les États-Unis ont mis en œuvre un programme de surveillance par ballons appelé « Project Genetrix » au-dessus de l’Union soviétique.

Mais les ballons espions ne sont pas les objets les plus courants dans cette partie de l’atmosphère. Qu’y a-t-il d’autre qui vole dans cet « espace oublié » au-dessus de nos têtes ?

Les ballons météorologiques et scientifiques

Les objets qui pénètrent le plus fréquemment dans la haute stratosphère sont les ballons météorologiques transportant des instruments appelés radiosondes qui transmettent des mesures de pression, de température et d’humidité. Ils fournissent aux météorologues un profil inestimable des conditions à travers l’atmosphère jusqu’à 36 km.

Selon le service météorologique national des États-Unis, les ballons météorologiques sont lâchés deux fois par jour à partir de près de 900 sites dans le monde, ce qui représente plus de 600 000 lancements par an.

Les ballons météorologiques remplis d’hélium sont relativement petits : ils mesurent au départ environ 2 m de large et peuvent atteindre 6 m lorsque la pression atmosphérique diminue au cours de leur ascension. Après une heure d’ascension environ, la fine membrane de caoutchouc éclate et la radiosonde descend doucement grâce à un petit parachute. Environ 20 % des ballons météorologiques envoyés chaque année par les États-Unis sont ensuite retrouvés au sol et renvoyés pour être réutilisés.

Tous les lancements sont enregistrés auprès du contrôle du trafic aérien local, de sorte qu’ils ne présentent aucun risque pour l’aviation, a déclaré Oli Claydon du Met Office britannique. « Les radiosondes sont une source essentielle de données météorologiques et sont utilisées dans le monde entier pour fournir des observations précises de l’atmosphère afin d’améliorer les prévisions météorologiques », a-t-il ajouté.

Les ballons météorologiques ont parfois été améliorés à d’autres fins scientifiques, a déclaré Giles Harrison, professeur de physique atmosphérique à l’Université de Reading. « Par exemple, nous avons développé des moyens de les utiliser pour mesurer la turbulence, les particules énergétiques provenant de l’espace et la charge électrique dans les nuages, et nous les avons déployés pendant la crise des cendres volcaniques de 2010 pour détecter les cendres dans l’atmosphère », a-t-il ajouté.

Ballons de surveillance

Les ballons de surveillance sont souvent équipés pour prendre des images du sol et recueillir des communications et des renseignements électroniques. Contrairement aux ballons météorologiques classiques qui s’élèvent et retombent rapidement, les engins plus grands, fabriqués dans des matériaux plus durables, peuvent dériver à haute altitude pendant des semaines, comme l’a montré le ballon-espion chinois présumé abattu le 4 février.

Les technologies de collecte de renseignements utilisées sur les satellites sont également disponibles pour les ballons, a déclaré Stilianos Vidalis, directeur adjoint du département d’informatique de l’université de Hertfordshire.

« Les capteurs peuvent collecter des photos, des sons, des vidéos et des signaux généraux [connus sous le nom de SIGINT] », a-t-il déclaré. « Du point de vue de la cybersécurité, les ballons peuvent offrir une plateforme dotée d’une bande passante appropriée et d’une faible latence [temps de transfert des données vers le sol] que l’on ne trouve pas dans les satellites à haute orbite. »

L’inconvénient d’utiliser un ballon pour la surveillance est que ses mouvements sont à la merci des vents de haute altitude. « Le courant-jet est bien compris, de sorte que leur trajectoire peut être prédite », a déclaré Woodward. Mais on a émis l’hypothèse que la Chine aurait mal calculé la trajectoire de son ballon à travers les États-Unis.

Ballons de communication

Alphabet, le parent de Google, a mis au point un système de guidage sophistiqué pour son projet Loon, qui visait à fournir une connectivité internet à partir de ballons de haute altitude. Ils ont tiré parti de la configuration des vents « en couches » dans la stratosphère, les vents dominants à une altitude donnée variant en vitesse et en direction par rapport à ceux situés à des altitudes légèrement différentes.

En concevant un ballon capable de s’élever ou de s’abaisser pour attraper un vent favorable, l’équipe Loon visait à « naviguer dans la stratosphère » sans propulsion. Le projet a été interrompu en 2021 pour des raisons commerciales, bien qu’une partie de la technologie ait été vendue pour être développée et que quelques vols Loon aient encore lieu.

Plusieurs autres entreprises américaines, telles que World View et Sierra Nevada Corporation, développent des ballons stratosphériques à des fins telles que la télédétection et la surveillance.

Les géants européens de l’aérospatiale se concentrent sur différents types de plateformes autonomes d’observation de la terre et de communication à haute altitude, dotées d’une propulsion électrique. Le Stratobus de Thales Alenia Space est essentiellement un dirigeable, tandis que le Zephyr, dont Airbus est en train de faire une activité distincte, est un drone volant sur des ailes faites de panneaux solaires.

Sky trash » et OVNIs

Certains reportages ont récemment utilisé le terme « sky trash » pour décrire l’accumulation d’objets au-dessus de nos têtes. Mais de nombreux scientifiques estiment que cette expression est trompeuse car elle suggère à tort que la haute atmosphère est remplie de déchets. Les matériaux fabriqués par l’homme sont probablement encore fonctionnels, bien que leur fonction puisse être secrète.

« Il est exagéré de parler de déchets », a déclaré Don Pollacco, professeur de physique et astronome à l’université de Warwick. La haute atmosphère ne contient aucun équivalent des déchets spatiaux qui s’accumulent en orbite à partir de satellites défunts, car les matériaux indésirables ne resteraient pas en altitude pendant de longues périodes dans la stratosphère.

« Il y aura aussi une poignée d’engins expérimentaux, mais ils ne seront pas nombreux », a déclaré Pollacco. Les ballons et autres matériaux légers ne devraient pas constituer un danger pour les avions, a-t-il ajouté, car l’écoulement de l’air sur les ailes les pousserait hors de leur trajectoire.

En tant qu’expert des planètes extrasolaires orbitant autour d’étoiles lointaines, Pollacco s’est vu demander si l’un des objets non identifiés pouvait provenir d’une culture extraterrestre. « La probabilité que ce soit le cas est d’environ zéro pour cent », a-t-il déclaré.

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