Blueturn
Faites l'expérience de la Pleine Terre et un pas vers la conscience planétaire.
Un tournant bleu pour l’Humanité.
NOTRE TECHNOLOGIE
Notre technologie permet de traiter de multiples images de la Terre prises par des satellites à différentes heures et de les interpoler dans une animation continue et fluide, en temps réel. Spécifiquement, la NASA fournit des photos prises par EPIC environ 12 fois par jour, ensuite nous faisons le nécessaire pour visualiser la Terre en train de tourner, « vivante » avec ses nuages réels en mouvement. Outre le défi algorithmique du calcul des images, nous développons l’interface utilisateur idoine pour naviguer intuitivement dans le temps et l’espace autour de cette Terre vivante.
Nous portons nos efforts technologiques sur l’esthétique et l’ergonomie de façon à vous faire ressentir au mieux l’enchantement émotionnel, celui qui amena les astronautes à un autre niveau de conscience environnementale après avoir observé la Terre depuis l’espace, celui qui éveillera le poète qui sommeille en chacun de nous.
Notre but est de diffuser nos images sur tous types d’écrans et de plateformes, depuis votre montre jusqu’aux écrans géants de vos villes.
Par exemple, la vidéo ci-dessous (avec la permission de la NASA/EPIC) montre l’éclipse qui a eu lieu le 9 mars 2016. La caméra EPIC a généré une photo toutes les 20 minutes pour l’occasion, elles ont ensuite été assemblées en time lapse, sans interpolation. Les techniques d’interpolation Blueturn ont enrichi ces images à un degré de précision jamais atteint. Pour comparaison, à droite, se trouve notre vidéo Blueturn du même événement.
NASA
Blueturn
Frequently Asked Questions
1) S'agit-il bien de la vraie Terre ?
Oui, c’est une vraie photo d’elle. Les images sont fournies par la caméra EPIC à bord du satellite DSCOVR de la NASA, en vraies couleurs telles que les verriez depuis l’espace avec vos yeux. Blueturn utilise ces images (environ 10 à 20 par jour), et les interpole entre elles de façon à créer un rendu vidéo très lisse. Nous n’ajoutons aucun artefact de synthèse.
2) Pourquoi la Terre tourne ?
La Terre effectue une rotation sur elle-même en 24 heures et une révolution autour du Soleil en environ 365 jours. La caméra EPIC embarquée à bord du satellite DSCOVR est située au point de Lagrange L1. Du fait de son éloignement de la Terre (1.500.000 km), ce point orbite autour de la Terre en 365 jours exactement, comme la Terre autour du Soleil. C’est très lent comparé aux 24 heures, mais de ce point vous voyez la Terre tourner à sa vitesse quasi-réelle. Lorsque vous avancez dans le temps de 24 heures, vous tournez la Terre de 360 degrés et vice-versa ; c’est le principe utilisé dans l’interface tactile de l’application Blueturn où la rotation terrestre et la ligne temporelle donnent le même résultat.
3) Quelle est la résolution des images ?
Les images-source sont de 2048×2048 pixels, couvrant un rayon d’environ 8.000 km autour du centre de la Terre, ainsi, la Terre, avec son rayon d’environ 6.000 km, couvre 75% de l’image. Si vous faites un calcul simple, cela représente environ 20 km par pixel. Lorsque vous zoomez trop, vu qu’il n’y a pas suffisamment de détails, l’image devient floue. Blueturn n’est pas Google Earth, qui vous affiche la plus haute résolution possible grâce aux satellites de ses partenaires. Il est destiné à admirer l’image globale de la Terre en y ajoutant la dimension temporelle pour suivre les changements de la couche nuageuse.
4) Pourquoi ne puis-je pas voir la face non éclairée de la Terre ?
Les images prises par la caméra EPIC présentent toujours le côté éclairé de la Terre parce qu’elles sont prises depuis la ligne Terre-Soleil. La première mission de Blueturn était de publier les images telles quelles, tout en solutionnant le problème de la continuité lié au nombre limité d’images prises quotidiennement. Mais, mis à part l’interpolation nécessaire, reproduire un angle différent sous lequel voir la partie nocturne requiert l’utilisation d’images de synthèse, ce que nous évitons pour rester les plus fidèles possible à la photo originale, et tenir la promesse de montrer « la vraie Terre ».
Mais soyons honnêtes : nous ne sommes pas alignés précisément entre la Terre et le Soleil ; le trajet de DSCOVR oscille autour de L1 en suivant l’orbite de Lissajous. L’angle formé par le satellite, la Terre et le Soleil varie dans une marge de 10 degrés. Cela explique pourquoi nous voyons, sur les images prises par EPIC, le début du terminateur jour/nuit d’un côté de la Terre sous forme d’une ombre asymétrique. Si l’alignement Soleil-centre de la Terre était parfait, le disque terrestre serait parfait, avec une ombre uniforme sur son limbe.
5) Pourquoi ne puis-je pas voir les étoiles ?
La Terre vue de l’espace est très lumineuse. Très très lumineuse. Environ trois fois plus que la pleine Lune. Donc, afin de pouvoir la voir et la photographier, un filtre doté d’un fort coefficient d’atténuation doit être utilisé. Ainsi, on doit renoncer à voir les étoiles en fond du ciel pour obtenir un globe terrestre correctement exposé. Cela nous rappelle la difficulté que l’on a pour observer les étoiles proches de la pleine Lune mais, dans ce cas, la raison est différente : c’est le halo atmosphérique de la lumière lunaire qui se diffuse autour d’elle. Depuis le vide de l’espace, la Terre n’a pas de halo. Elle est juste bien trop lumineuse pour pouvoir figurer sur un même cliché avec les étoiles. Oubliez toutes les illustrations où vous voyez la Terre illuminée, entourée par la Voie Lactée. Dans la réalité, cela ne peut être reproduit que par un procédé HDR (High Dynamic Range) que n’utilise pas la caméra EPIC.
6) Pourquoi les nuages ne bougent-ils pas ?
Ils bougent, mais relativement lentement en comparaison de la rotation terrestre. Lors d’une journée orageuse “typique”, les vents peuvent atteindre localement 100 km/h. Avec la rotation terrestre, un point sur le globe met une douzaine d’heures à le traverser entièrement. Pendant ce temps, les nuages se déplacent de la taille de la France. C’est peu et difficile à observer avec le mouvement de rotation terrestre. Mais vous le verrez si vous y prêtez attention. Maintenant, si vous réglez la vitesse de rotation à des vitesses élevées, comme 1800x ou 3600x, et que vous vous asseyez dans le calme pour regarder la Terre tourner, une fois votre cerveau accoutumé à la rotation terrestre, vous allez pouvoir « ressentir » la fluidité de la couche atmosphérique. C’est une expérience hypnotisante, inconnue avant la création de Blueturn.
De plus, l’appli Blueturn propose un mode « ancrage » : en double-cliquant (ou double-tapant sur tablette et smartphone), l’appli va à la fois zoomer vers ce point et y verrouiller le point de vue pendant que le temps s’écoule. De cette façon, vous ne manquerez pas le spectacle du mouvement des nuages. Voici un exemple vidéo de ce mode ancrage (une tempête de sable en Égypte), ou bien rendez-vous directement sur ce lien dans l’application. Notez qu’un second double-clic vous ramène à la vision globale.
7) Qu'est ce que ce point jaune brillant au centre de la Terre ?
C’est le Soleil ! Ou plutôt son reflet à la surface des océans. Rappelez-vous que vous êtes au point L1 et que le Soleil est situé juste derrière vous. Dans un ciel clair, sans nuages, l’eau de l’océan agit comme un immense miroir convexe reflétant l’univers qui l’entoure.
8) Quels sont ces points blancs situés sur la ligne temporelle ?
Ils représentent la présence d’images brutes reçues de la NASA. Quand le curseur est situé précisément sur un de ces points, l’image que vous voyez est exactement celle envoyée par la caméra EPIC. Entre deux points, il s’agit d’interpolation calculée. Nous utilisons les codes couleurs suivants pour ces points :
– blanc signifie que l’image a été téléchargée depuis le serveur et chargée dans l’application.
– jaune signifie qu’elle est en cours de téléchargement ou de chargement dans l’appli,
– bleu signifie qu’elle est déjà téléchargée dans la mémoire de stockage depuis le serveur mais n’est pas encore chargée dans l’appli.
Les images sont chargées en deux étapes, en basse résolution (512×512) puis en haute résolution (2048×2048). Plus le point est gros, plus la résolution utilisée est élevée.
9) Pourquoi la Terre tourne-t-elle parfois rapidement tout en apparaissant sans nuages ?
Parfois, il manque des images sur le serveur de la NASA. Habituellement, une nouvelle image est postée toutes les deux heures mais, parfois, il peut y avoir un trou compris entre 3 heures et plusieurs jours sans aucune image. Les raisons peuvent être un problème technique de communication avec le satellite, une reconfiguration de la caméra. N’y cherchez pas de théories conspirationnistes. Citant un scientifique de la NASA : « Tout OVNI (ou astéroïde, satellite, etc.) devrait avoir une taille de 20 km pour apparaître sur un pixel. Considérant que l’ISS (station spatiale internationale) fait 100 mètres de large et peut être facilement observée de la Terre, toute chose assez grande pour être vue par EPIC serait difficile à manquer, même depuis la Terre.«
Dans tous les cas, quand le manque d’images est trop important (au-delà de 4 heures), l’algorithme d’interpolation ne peut pas fonctionner correctement et nous devons trouver un moyen de masquer les données manquantes. Plusieurs possibilités nous sont offertes dans ce cas, comme sauter à l’image suivante, ou noircir l’image. Nous avons opté pour l’insertion d’une Terre virtuelle, sans nuages, et l’accélération du mouvement de rotation pour atteindre rapidement la prochaine image disponible. Actuellement, nous n’avons pas trouvé de solution plus acceptable.
10) Où est la Lune ?
Il est très rare que la Lune soit visible sur ces images de la NASA. Elle est située à plus de 300.000 km de la Terre et le satellite étant à plus d’un million de kilomètres de la Terre et de la Lune, son angle de champ vers la Terre est très étroit (0,62 degré). Ainsi, le cône de vision est pratiquement aussi étroit que celui d’un rayon laser. Pour que la Lune soit visible, elle doit être parfaitement alignée sur l’axe Terre-DSCOVR ; il s’agit d’une conjonction très rare où 4 objets seraient alignés : la Terre, la Lune, DSCOVR et le Soleil. Cela se produit environ une fois par an et la dernière fois où cela eut lieu était le 5 juillet 2016, le jour où la NASA a posté son fameux « photobombing » de la Lune passant devant la Terre, qui fut relayé par de très nombreux médias. Pour voir cet événement rare dans Blueturn, suivez ce lien direct dans l’application.
11) Pourquoi la Lune n'est-elle pas visible durant l'éclipse solaire du 9 mars 2016 ?
Cette éclipse a donné lieu à une superbe série de photos prises par EPIC. Vous pouvez la voir dans l’appli Blueturn, ou bien regarder cette vidéo.
Logiquement, vous devez penser que, si nous sommes situés précisément entre la Terre et la Lune et que nous voyons l’ombre de la Lune projetée sur la Terre, alors la Lune devrait se trouver entre DSCOVR et la Terre et donc être présente dans l’objectif de la caméra EPIC. Mais nous ne sommes pas vraiment complètement alignés entre le Soleil et la Terre ; le trajet de DSCOVR oscille autour de L1 en suivant l’orbite de Lissajous. L’angle formé par le satellite, la Terre et le Soleil varie dans une marge de 10 degrés. Ainsi, dans le cas de l’éclipse du 9 mars 2016, la Lune est bien hors-champ, en direction du Nord-Est. Cette vidéo dispose d’un champ plus étendu, avec l’image de EPIC au centre et la Lune dans sa position exacte, selon les coordonnées lunaires communiquées par la NASA.
12) Pourquoi n'y a-t-il pas plus d'images de la NASA ?
En fait, la principale raison d’être technique de Blueturn est le fait que nous recevons une image de la NASA seulement toutes les heures ou toutes les deux heures. L’algorithme de Blueturn est conçu pour les interpoler et ainsi créer une animation vidéo lisse. Toutefois, plus nous avons d’images et meilleure est la qualité des interpolations. Nous l’avons vu durant l’éclipse solaire du 9 mars 2016 et durant le photobombing de la Lune le 5 juillet 2016 : pour ces occasions spéciales, la NASA a envoyé une photo toutes les 20 minutes, ce qui nous a permis de créer des vidéos encore plus belles et où la dynamique de déplacement des nuages était exceptionnellement fluide et réaliste. Mais ils ne l’ont fait que pour quelques heures, suivies par un jour complet sans la moindre image. Nous voyons donc ici que la limite n’est pas la fréquence des prises de vues, mais une limitation dans le nombre d’images par jour complet.
La raison de cette réalité est une limitation technique du satellite DSCOVR, elle-même liée à une limitation budgétaire. Il n’y a qu’une antenne sur Terre pour recevoir ces images et elle est située dans l’état de Virginie, aux USA. Puisque DSCOVR est aligné avec le Soleil, l’antenne ne peut communiquer avec le satellite qu’en journée seulement. Durant la nuit, le satellite doit stocker ses photos à son bord, avant de les téléverser vers la Terre à l’aube en Virginie. Et là, nous devons faire face à une seconde limite : la capacité de stockage à bord du satellite est limitée. Au total, de façon à pouvoir envoyer les images à un rythme régulier, la limitation est de 12 photos par jour, une toutes les deux heures, environ. En fait, il en est ainsi pendant l’hiver, tandis qu’en été les nuits sont plus courtes et donc le stockage est moins sollicité, et l’on peut obtenir une vingtaine de photos, soit une par heure environ. C’est la raison pour laquelle, entre avril et août, nous avons davantage d’images et ainsi nous obtenons de meilleurs résultats quant à la qualité de visualisation de Blueturn. Une idée pour améliorer ça, serait d’installer plus d’antennes sur Terre, à des longitudes diverses, afin d’assurer une communication constante avec DSCOVR. Mais ici apparaît un autre problème : l’observation de la Terre n’est que la moitié de la mission de DSCOVR, l’autre moitié étant l’observation du Soleil. Généralement, durant la nuit en Virginie, le satellite modifie son protocole de communication pour envoyer des données solaires, vers les antennes appartenant aussi à la NASA mais disposées en Asie et en Australie. Vous pourriez demander pourquoi ne pas envoyer les données terrestres en même temps ? Parce que le protocole pour les données solaires est différent, il utilise un faible débit de données qui est incompatible avec les données terrestres, émises à haut débit. Ci-après, une explication plus détaillée qui nous a été fournie par Jay Herman, le responsable scientifique de la caméra EPIC :
Si DSCOVR était équipé de deux antennes supplémentaires, dont une tournée vers l’hémisphère sud, dédiée au projet, nous pourrions augmenter le débit de la caméra EPIC à 19 images mono-canal d’une résolution de 2048 x 2048 par heure, ce qui est la limite de l’émetteur ondes courtes embarqué. Diminuer la résolution à 1024 x 1024, comme DSCOVR le fait en ce moment, permettrait même de transmettre un plus grand nombre d’images par heure. Actuellement la quantité maximale est d’un jeu de couches RGB toutes les 15 minutes ou un jeu de 10 couches (dont le RGB) par heure.
Les propriétaires des antennes additionnelles devraient avoir la capacité de recevoir les données dès que le satellite est visible, puisque DSCOVR délivre aussi à la Terre des données d’alerte lors des tempêtes solaires (sa mission première) de manière continue. Actuellement, ce canal transmet ses données via un réseau d’antennes à faible débit de la NOAA réparties dans le monde. Ces antennes ne peuvent supporter la transmission des images EPIC. Comme avec la mission originale, baptisée Triana, les antennes à extra-haut-débit doivent pouvoir recevoir aussi bien les images EPIC à haut-débit que les données solaires à bas-débit pour assurer une couverture permanente. Aujourd’hui, le satellite doit passer du haut-débit au bas-débit lorsque les Îles Wallops ne sont pas visibles. Cela ne peut être effectué simultanément. Trois antennes (dont une en Australie) étaient originellement prévues lorsque la mission était une pure mission de la NASA nommée Triana en 2000.
Cela met fin radicalement à l’option de recevoir des données durant la période nocturne en Virginie : cela ne vient pas d’une limitation technique mais d’un choix quant aux objectifs de la mission.
Depuis Triana, l’observation continue de la Terre, qui était le rêve d’Al Gore, a suivi un chemin très chaotique, principalement à cause des doutes émis par les instances gouvernantes quant à la pertinence de cet objectif. Finalement, la mission a été lancée dans l’espace et le rêve s’est réalisé, mais seulement à moitié. Blueturn est la bonne nouvelle qui est venue combler la moitié manquante.
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