La NASA déploiera ses ballons PUEO et GAPS en Antarctique en décembre 2025

Le programme scientifique de la NASA impliquant le déploiement de ballons à haute altitude et de longue durée fait son retour dans l'environnement unique de l'Antarctique. Une campagne de lancement est actuellement planifiée pour le début du mois de décembre 2025. Les opérations prendront leur envol depuis une zone située à proximité de la station McMurdo, une installation gérée par la National Science Foundation des États-Unis (NSF) sur la barrière de glace de Ross. Cette initiative majeure soutient deux missions scientifiques fondamentales : le Détecteur d'Observations d'Énergies Ultra-Élevées (PUEO) et le Spectromètre Général d'Antiparticules (GAPS), toutes deux conçues pour élucider des questions cruciales en astrophysique et en cosmologie.

La mission PUEO représente le premier projet lancé sous l'égide du programme « Pioneers in Astrophysics » de la NASA. Son objectif principal est de traquer les signaux émis par les neutrinos de très haute énergie provenant d'événements cosmiques lointains. L'instrument utilise l'immense calotte glaciaire antarctique comme un détecteur colossal. Il recherche spécifiquement les émissions radio générées lorsque ces neutrinos interagissent avec la glace dense. La chercheuse principale de PUEO, Abigail Vieregg de l'Université de Chicago, dirige cet effort. Cette mission ambitionne d'établir une sensibilité de détection de neutrinos inégalée à l'échelle mondiale, surpassant d'un ordre de grandeur la portée du programme précédent, ANITA, à l'énergie de 10 EeV.

Parallèlement, l'expérience GAPS se concentre sur l'identification de l'origine de la matière noire, cette composante mystérieuse qui constitue plus de 80 % de la masse totale de l'Univers. L'instrument est finement optimisé pour mesurer avec précision le flux de particules d'antinucléons cosmiques de basse énergie, en particulier les antiprotons, qui pourraient être des indicateurs directs de la désintégration de la matière noire. La détection d'un seul antiproton à ce niveau d'énergie constituerait une preuve décisive en faveur d'une nouvelle physique, car le bruit de fond astrophysique attendu à ces basses énergies est considérablement inférieur au signal potentiel émis par la matière noire.

Afin de garantir des vols d'une durée exceptionnelle, les deux missions exploitent des ballons sans soupape. Ces engins maintiennent leur flottabilité en libérant progressivement du gaz à mesure qu'ils gagnent de l'altitude. Cette conception ingénieuse, combinée aux régimes de circulation polaire et à l'ensoleillement continu durant l'été austral, confère à ces plateformes une fiabilité remarquable pour des déploiements prolongés. Le Centre de Vols Spatiaux Wallops de la NASA supervise l'ensemble du programme de ballons scientifiques, tandis que la société Peraton est responsable de la planification des missions et des opérations sur le terrain. Les enveloppes de ballons nécessaires à ces entreprises sont fournies par la société Aerostar.

L'historique de GAPS comprend des essais au sol effectués sur l'accélérateur KEK en 2004 et 2005, suivis d'un vol d'essai d'un prototype (pGAPS) en juin 2012. Le succès de cette campagne actuelle repose intrinsèquement sur une collaboration étroite avec la NSF, le gouvernement néo-zélandais et l'U.S. Air Force. Le programme prévoit également des lancements dédiés à la validation technologique, incluant le vol d'essai universel Salter. Ces missions promettent de recueillir des données d'une importance capitale, susceptibles de transformer notre compréhension fondamentale de l'architecture de l'Univers.