Objectifs scientifiques
LNG est un lidar Doppler à haute résolution spectrale, un système unique qui permet à la fois de caractériser les nuages fins et les aérosols (avec leur interaction via leurs propriétés radiatives et dynamiques) mais aussi de contribuer à la préparation, la calibration et la validation de missions satellite (CALIPSO, AEOLUS, EarthCare, ACCP-MESCAL…). Il fait partie de la plateforme synergique RALI et fonctionne en tandem avec le radar Doppler nuage RASTA.
L’instrument LNG est donc un instrument de campagne très sollicité, on notera les nombreuses campagnes (AMMA, CAL/VAL CALIPSO-CloudSat, CIRCLE II, FENNEC, CHARMEX, AEROCLO-sA, NAWDEX) déjà réalisées et les suivantes (CADDIWA en août 2020, THINICE en août 2021) à bord du Falcon 20 de SAFIRE. Au-delà de 2021 il sera déployé aussi au sol à Jussieu pour préparer les Jeux Olympiques (aspect qualité de l’air, campagne en 2022) mais aussi dans le l’ATR-42 de SAFIRE (NAWDIC, CCRESS à partir de 2023).
Le fonctionnement de LNG lors de la campagne AEROCLO de 2017 en Namibie n’a pas été aussi performant que lors de la campagne 2016. La dégradation des performances de la source laser dans l’UV a été rapide (quelques vols), très probablement du fait d’un environnement thermique beaucoup moins favorable. La source laser actuelle a été mise en place en 2005. Elle utilise un pompage par flash, qui crée une source de chaleur importante, vieillit rapidement et la durée de vie des lampes flash est une source de difficulté de réglage et de réduction de fiabilité.
Il a par ailleurs été constaté lors des vols de l’automne 2015 et 2016 que la déformation thermique du banc optique en vol restait un problème pour maintenir la stabilité de l’émission du laser. La source laser présente des difficultés de mise en œuvre, comme le maintien de l’énergie de sortie dans l’UV, qui est liée au déréglage optique de la cavité, mais aussi à son refroidissement.
Même si le système s’est amélioré et développé au fil des années (responsabilité DT et LATMOS), le laser en plus d’être en fin de vie est maintenant dépassé. Il empêche le lidar de progresser. Une opération de jouvence a donc été lancée en 2020 grâce au support financier de la DIM QI2 (80 k€), du CNES (30 k€), de l’INSU (25 k€) et de l’OSU-SU (25 k€). Ce changement de laser va s’accompagner de nombreuses modifications et notamment une refonte du système d’acquisition (pour passer de 20 à 100 Hz).
Description technique
La jouvence du lidar LNG est réalisée pour :
- Pérenniser le système,
- Accroitre la robustesse et la fiabilité du système et de le rendre plus facilement opérable,
- Améliorer le rapport signal à bruit,
- Réduire la consommation,
- Réduire l’encombrement si possible.
Contact DT : Frédéric blouzon
Contact LATMOS : Julien Delanoe