Les joyaux de la couronne des chaînes de montagnes de la Terre, l’Himalaya, sont inégalés par leur beauté, leur hauteur et leur attirance mortelle pour les aventuriers, professionnels et amateurs. Le joyau de l'Himalaya est, bien sûr, le mont Everest, connu sous le nom de Sagarmatha aux Népalais et Chomolungma aux Tibétains. À 8 848 mètres (29 029 pieds) – ou plus; c’est une montagne géologiquement jeune qui est toujours poussée vers le haut par l’activité tectonique – c’est un endroit si interdit qu’à notre connaissance, le sommet n’a jamais été visité avant 1953, malgré au moins 30 ans de tentatives précédentes, dont beaucoup ont entraîné la mort.

La conquête de l'Everest reste un défi de liste pour de nombreux aventuriers, et malgré les progrès technologiques qui ont rendu le sommet accessible à plus de gens – ou peut-être à cause de cela – plus de 300 cadavres jonchent la montagne, témoignage de ce qui peut arriver lorsque vous prenez le pouvoir de Mère Nature pour acquis.

Pour obtenir de meilleures données sur les activités du Toit du monde, une expédition a récemment cherché à installer cinq stations météorologiques à différents endroits sur la route du mont Everest, dont une à son apogée. Le plan était difficile, à la fois du point de vue de l'alpinisme et en termes d'ingénierie requise pour construire quelque chose qui serait capable de résister à certaines des pires conditions de la planète et de renvoyer des données précieuses de manière fiable. Tout ne s’est pas déroulé comme prévu, mais c’est quand même une belle histoire sur le croisement de la science et de l’ingénierie.

Comment est le temps là-bas?

Malgré sept décennies d'exploration qui ont vu plus de 5200 paires de bottes traverser son sommet, le mont Everest reste un mystère climatologique. Il n'y a jamais eu de station météorologique permanente au sommet, en partie à cause des défis techniques que la construction et l'installation d'un tel appareil impliquent. Le peu que nous savons des conditions au sommet provient d'instruments portables transportés par des expéditions, les conditions mortelles là-haut rendant impossible de rester assez longtemps pour recueillir bien plus que quelques lectures de la vitesse du vent, de la pression et de la température . En outre, presque toutes les tentatives de sommet de l'Everest se produisent pendant une très brève fenêtre qui ne dure que quelques semaines à quelques jours par an.

Le besoin d'une station météo permanente sur l'Everest n'est pas seulement motivé par les exigences des amateurs d'aventure. L'Himalaya occupe une position unique pour agir en tant que sentinelles pour un climat changeant. Selon certaines estimations, près d’un quart de la population mondiale tire son eau potable des glaciers nichés dans et autour de l’Himalaya, et il est extrêmement important de savoir comment ces blocs de glace réagissent à la hausse des températures. Mais avec si peu de stations météorologiques au-dessus de 5 000 mètres, les climatologues doivent s'appuyer sur la télédétection pour se faire une idée de ce qui se passe là-haut, et une image biaisée en plus.

Il y a un autre hasard avec le sommet du mont Everest: il atteint en fait assez haut pour pénétrer dans le courant-jet, ces courants d'air à grande vitesse qui serpentent autour du globe. Cela explique en partie le mauvais temps caractéristique et les vents violents au sommet de l'Everest, le fléau de la plupart des explorateurs. Mais les vents de courant-jet en révèlent également beaucoup sur les masses d'air dont ils forment généralement la limite, et sont donc des outils précieux pour étudier le climat. Les vents du jet stream sont généralement étudiés à l'aide de ballons météo, qui ne peuvent évidemment renvoyer que des données limitées. Disposer d'une station météorologique permanente où elle peut surveiller directement le courant-jet s'avérera inestimable pour les chercheurs en climatologie.

Pourrait aussi bien être un vaisseau spatial

Après avoir établi la nécessité d'un réseau de stations météorologiques Everest, une équipe de la National Geographic Society a commencé la tâche non triviale de concevoir un équipement qui était à la hauteur des conditions extrêmes sur la montagne. Ce serait une installation pas comme les autres, plus proche de la conception d'instruments pour une mission spatiale que pour la surveillance de la météorologie terrestre. Même la plus durable des stations météorologiques de qualité scientifique disponibles dans le commerce serait pâle par rapport à ce dont les stations au sommet de l'Everest auraient besoin.

La comparaison avec l'exploration spatiale est appropriée à plusieurs niveaux. Premièrement, le poids est une préoccupation majeure, car chaque gramme de matériau utilisé pour construire la station, ainsi que tous les outils et le matériel nécessaires pour l'installer, devraient être transportés sur le sommet de 8800 mètres en utilisant uniquement la puissance musculaire. Cela signifiait que la station devait être brisée en morceaux pour répartir la charge sur plusieurs grimpeurs. De plus, tout comme un vaisseau spatial planétaire est testé à plusieurs reprises pour s'assurer qu'il survivra aux forces de lancement et d'atterrissage, la station devrait également être testée pour assurer sa survie dans certaines des conditions météorologiques les plus difficiles que cette planète puisse provoquer.

Une autre façon dont l'ingénierie de la station météorologique est similaire à l'exploration spatiale est en termes de puissance et de communication. Les stations météorologiques de l'Everest devraient être complètement autonomes, ce qui signifie en pratique l'énergie solaire. Cela présente des défis particuliers: un panneau solaire est grand, plat et offre une grande surface de voile au vent. De plus, les panneaux solaires sont notoirement fragiles, et les vents sur l’Everest sont connus pour ramasser des morceaux de gravier en se retournant. Un système d'énergie solaire devrait être construit pour survivre à cette constance de roches. De plus, le temps peut être nuageux pendant des semaines à la fois au sommet, une batterie pour stocker l'énergie serait donc également nécessaire.

Pour la communication, la station météo Everest a pris une autre page du livre de jeu de l'ingénieur du vaisseau spatial: la redondance. Les données de la station devaient être envoyées sans fil, et elle était donc dotée d'émetteurs redondants. En plus de l'antenne Yagi à gain élevé de premier plan pour la bande d'instrumentation et de mesure scientifique (ISM) 400 MHz, qui répond à la station météo du camp de base, la station du sommet prend également en charge le transfert de données via un Thuraya FT2225 M2M L- terminal satellite de bande.

Enfin, dans un environnement où la vitesse du vent peut dépasser 290 km / h (180 MPH), la station doit pouvoir être littéralement boulonnée. L'emplacement de montage exact n'a pas pu être facilement relevé à l'avance, de sorte que les pieds et les pieds de la station ont été réglables pour des angles allant jusqu'à 50 °. En plus d'avoir ses pieds boulonnés à la roche, le mât était pourvu de haubans réglables, là encore pour être boulonnés à la roche, pour maintenir le mât d'instrument en sécurité et pour maintenir les antennes directionnelles pointées dans la bonne direction.

Assez proche

Après des tests approfondis par le fabricant, Cambell Scientific Instruments, sur le mont Washington du New Hampshire, où la vitesse du vent la plus élevée jamais enregistrée (317 km / h, ou 231 MPH), les cinq stations météorologiques ont été expédiées au Népal à temps pour le printemps. Saison d'escalade 2019. L'équipe a perfectionné sa procédure d'installation sur les quatre stations de basse altitude avant de tenter l'assaut final sur la station du sommet.

L'équipe d'expédition était loin d'être seule. Le gouvernement népalais avait délivré un nombre record de permis d'escalade en 2019, ce qui a permis à plus de 700 grimpeurs de converger vers la montagne pour la saison 2019. Le temps que l'équipe se soit rendue au camp de South Col, le dernier arrêt traditionnel avant de tenter le sommet, ils étaient au fond d'un énorme embouteillage de grimpeurs désespérés de pouvoir se tenir au sommet, même brièvement.

Des grimpeurs envahissent la route de la crête sud-est en mai 2019. Source: New York Times

Cet écrasement paradoxal de l'humanité en route vers l'un des endroits les moins accessibles de la planète présentait un risque énorme pour l'équipe. Alors que le but des centaines de grimpeurs en ligne devant eux était d'obtenir quelques secondes au sommet pour un selfie, l'équipe aurait besoin de quelque chose comme trois heures pour installer la station météo. Ils ont été confrontés à un choix difficile: tenter le sommet et faire face à la possibilité de ne pas avoir assez de bouteilles d'oxygène et pas assez de place pour travailler, ou se contenter d'un endroit plus bas dans la montagne. Ils ont opté pour ce dernier et ont choisi un endroit sur la crête sud-est connu sous le nom de The Balcony, à 8430 mètres d'altitude, qui leur a donné le temps et l'espace pour travailler, tout en étant à seulement 450 mètres du sommet.

Une fois que l'équipe a sélectionné le site de la station, elle a rapidement rencontré des problèmes. Premièrement, les batteries qu'ils ont apportées pour alimenter les perceuses à percussion sans fil nécessaires pour boulonner la station au rocher étaient trop froides pour fonctionner. Des aisselles chaudes sous des vestes d'alpinisme épaisses ont suffisamment décongelé les batteries pour continuer le travail, mais il est vite devenu évident que la chose même qui permettait de tout transporter dans la montagne – la possibilité de diviser la station en plusieurs parties – les a également amenées à partir. une partie critique derrière. Les mâts pour contenir les capteurs de vent – sans doute les instruments les plus critiques de la station – avaient disparu.

Piratage à 8400 mètres

Même sur le toit du monde, les hackers dominent et une solution au problème de la fin de l'expédition a été rapidement trouvée. Par un incroyable coup de chance, l'équipe a découvert que les poignées des pelles à neige légères en aluminium qu'ils avaient apportées avaient à peu près la même taille que les pièces manquantes. Un Sherpa mis à la tâche de démonter la pelle et de marteler la poignée pour la soumettre, tandis que le résolveur de problèmes universel – du ruban adhésif – a été appliqué pour améliorer l'ajustement. Les correctifs ont suffisamment bien fonctionné pour tout verrouiller et mettre la station sous tension pour confirmer qu'elle fonctionnait avant de redescendre la montagne.

La station Balcon. Notez les poignées de pelle sous les capteurs de vent. Source: National Geographic Society

La station Balcony a renvoyé des données au NGS pendant environ neuf mois avant que quelque chose ne se produise pour le mettre hors ligne. On ne sait pas ce qui a causé l’échec; les autres stations d'altitude inférieure envoient toujours des données, c'est donc quelque chose de spécifique à la station Balcony. La station a été déconnectée en janvier, il se peut donc que les mâts d'instruments piratés n'aient pas été à la hauteur des vents violents de l'hiver et aient été arrachés. Ou peut-être que les panneaux solaires ont été détruits par du gravier porté par le vent, ou même encrassés par un morceau de matériel d'escalade raboté. La route jusqu'au sommet, après tout, n'est pas exactement vierge.

Malheureusement, le seul moyen d'être sûr de ce qui est arrivé à la station Balcony est de la visiter, et bien que cela aurait dû être possible pendant la saison d'escalade 2020, la pandémie COVID-19 avait d'autres idées. Le Népal a annulé tous les permis d'escalade de la montagne en 2020 et l'accès du côté chinois a toujours été limité. Une équipe d'enquête chinoise a organisé un sommet en mai 2020, mais elle s'est approchée le long de la crête nord-est, un itinéraire qui ne passait nulle part près du balcon.

La saison d'escalade étant maintenant terminée, le sort de la station météorologique la plus haute du monde restera un mystère au moins jusqu'au printemps 2021. J'espère qu'elle est toujours là-haut et qu'elle pourra être remise en ligne avec une solution simple. Mais le fait qu'il soit arrivé là-haut en premier lieu et qu'il ait fonctionné pendant neuf mois témoigne de l'ingénierie qui a contribué à l'ensemble de l'effort.

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