The Road to Antarctica Begins in Kansas

October 12th, 2011 by Patrick Lynch

By Lora Koenig
The last week of September was a busy one for the SEAT radar team. Ludo, Clem and I spent the week at the Center for Remote Sensing of Ice Sheets (CReSIS), an NSF Science and Technology Center, at the University of Kansas preparing the radars and the radar sled for shipment to Antarctica. (Yes we are shipping our gear a full two months before we will actually arrive. It takes a long time to ship things to Antarctica.) CReSIS is a unique center that specializes in building radars for the snow and ice (cryosphere) community to use. For the educators out there CReSIS has some great resources that can be found here. (Throughout the blog we will try to insert good education links.)

It was a very fun week for us. We got out from behind our computers and spent most of our time in the metal shop or working with the radars. Our goals for the week were to test the radars, put together the sled exactly how it would be in Antarctica and pack up everything for shipping.

Ludovic Brucker with the unassembled pieces of a sled that will carry radars across West Antarctica.

One of our first tasks was to mount the radar antennas on the metal cross bar of the sled. We have to make sure everything is very sturdy because the sled and radars are going to be bounced along behind a snowmobile for 600 kilometers (about 370 miles)!

Being a scientists isn't all science: Clément Miège works in the metal shop to prepare this piece of the sled for mounting an antenna.

The radars we will use on the traverse were designed and built by CReSIS. Aqsa Patel, who is working on her PhD in Electrical Engineering and Computer Science, along with a team of students, built the radars. Aqsa taught Ludo about all of the electronics inside the Digital Acquisition System (DAQ) for the radars.

Aqsa Patel, who helped build the radars, gives Ludovic Brucker some background on all of the electronics inside the Digital Acquisition System (DAQ) for the radars.

The DAQ converts the signal received from the radars into a digital signal that is recorded by the computer. Our team will be all alone once we get into the field so the preparation time with the radars is very important. We can always call Aqsa from Antarctica—she has promised to have her cell phone with her 24 hours a day while we are on the traverse—but if anything breaks we will have to fix it. Hopefully we will never have to have the DAQ open like this again.

We are taking two radars with us, the Ku-band radar and the snow radar. (For those technical readers: Both radars are FMCW radars with the Ku-band radar operating between 12.5 and 15.5 GHz and the Snow radar operating between two and eight GHz. You can read more about the radars here.) These radars peer into the top 20 to 30 meters of the ice sheet, imaging the firn layers under the surface. Firn is snow that has persisted through one melt season. Another way of saying this is: When snow is one year old we call it firn. Firn layers are just like tree rings, counting them will tell you the age of the layer. The image below shows data gathered from the Ku-band radar last season. This type of image is called a radar echogram and is used to trace and count the layers of firn beneath the surface. How many layers can you count? There are over 20 years of accumulation history in the echogram.

How a radar sees snow.

By Thursday we had everything up and running. In the photo below you can see the sled put together. The red line on the laptop screen at left shows the data the radars are gathering of the metal plate placed below the antenna horns. As you can see, Clem’s work in the metal shop was successful and the antennas, horn-shaped objects at the top right of the picture, are solidly attached. The big red box, to the right in the photo, will house the radars for the traverse.

This is not for your day-after-Christmas downhill sledding fun.

And now for a sneak peak into the future, using some pictures from last year.

When the sled and gear finally arrive in Antarctica the package will look like this:

After months of prep and a big airborne assist, the gear will hit the ground.

Do you see the big red radar box?

The sled loaded with the radar in the field will look like this:

Snowboarding isn't only for mountains.

For now the boxes are packed and shipped by truck to Port Hueneme, Cal. From there a boat will take them to New Zealand and a military cargo plane will make the final leg into McMurdo, Antarctica, where we will pick them up again. We pack everything very carefully so it will not break during the shipment. We have two of almost everything from wires to computers to GPS devices. There are no stores in Antarctica and what we ship is what we get for the science instruments. Rule number one for a successful season will be to not break anything! And that starts from time the instruments are put in the box until they arrive back at CReSIS in late Mar., 2012. Though we are prepared to fix things, we are scientists and what we do best is collect and analyze data. We rely on the engineers, like Aqsa, to build and provide us great instruments.

In all we shipped over 1,400 pounds of gear just for the radars. Some of the more interesting things that we packed are density cutters to measure the snow density, an infrared camera to look at snow-grain size, strips of rubber to insulate metal that could cause frost bite, heating pads to warm up the electronics in the morning, kidney belts for protection riding the snowmobiles such long distances, field notebooks, pencils, toolkits and a small stuffed penguin that wanted to make its way to Antarctica for a photo.

In the next post we will tell you about the ice core drill we are sending and how it was tested on glaciers in Canada to make sure it was ready for the Antarctic field work.

35 Responses to “The Road to Antarctica Begins in Kansas”

  1. anna martina sodari says:

    wow, that is really cool. we have patels here, in sierra vista, the brothers are doctors. i am glad that there are brave souls out there to work in the scary temperatures. my bones start creaking when i go to portland to visit my son and his family and my hereditary arthritis sits up and takes notice! stay healthy on your expedition and safe travels! it is amazing that we still have frontiers like antarctica on our own planet. best, anna martina

  2. Alawi Abdoussamad says:

    I am highly interested in getting informed about Developments in Scientfic Researches and Discoveries thereof and would appreciate your kind consideration on this regard. With Sincere Wishes for All Success and Best Regards, Alawi.

  3. Marco says:

    Nice pictures. Particularly impressive the one of the airplane in open-field.
    Please, keep posting, and talking about the technical issues. We can learn a lot from it.

  4. Aberdeen painters and decorators says:

    Wow that looks impressive.I must be an amazing experience.360 mile tow for the radar,here’s hoping there ain’t too many large bumps!

    I think the Antartic has alot of hidden treasures scientifically speaking.

    Looking forward to the post regarding the ice core drill.

    I believe there is a team from Scotland using a similar drill for drilling down to a lake discovered in the Antartic.All the best people.

  5. Edmond Star says:

    Hello! This is my 1st comment here so I just wanted to give a quick shout out and say I really enjoy reading through your articles. Can you suggest any other blogs/websites/forums that cover the same topics? Appreciate it!

  6. leo boucher says:

    est ce que tu cest combien de pieds de neige il y a dans la place que tu es.
    je suis un eleve de rgfi

    • Ludovic Brucker says:

      Leo,

      Actuellement, nous sommes à la station Mc Murdo sur la côte Antarctique. Il a neigé le jour de notre arrivé, mais seulement quelques pouces qui ont été rapidement soufflés par le vent. Aussi, les températures commencent à être élevées depuis deux jours. Par exemple, hier la température maximale était de 36F. Ainsi, il y a relativement peu de neige sur le sol. Toutefois, sur la plate-forme glaciaire de Ross, à 5 miles de la station, se trouve plusieurs yards d’épaisseur de neige.

      Nous attendons la disponibilité d’un avion C130 et de bonnes conditions météorologiques pour partir à la station de Byrd, dans l’Antarctique de l’ouest. Là-bas il y aura beaucoup plus de neige. Entre la surface et le socle rocheux se trouve plusieurs dizaines de mètres de neige et environ 2 miles de glace! Ce sera la première fois que je vais marcher sur autant de neige et de glace !

  7. selim boukabara says:

    Combien de tempetes il y a dans la place que tu est dans.

    • Ludovic Brucker says:

      Selim,

      Jusqu’à présent nous n’avons pas eu de tempête à Mc Murdo, seulement des rafales de vent. Toutefois tous les vols d’avions à destination de la station de Byrd ont été annulés la semaine dernière à cause du mauvais temps. C’est-à-dire que soit la vitesse du vent était trop grande, soit la visibilité trop faible pour que les pilotes puissent faire atterrir l’avion sans difficultés. En fait, les nuages sont blancs et la neige aussi, alors les pilotes ne peuvent pas voir où se trouve la surface, il est donc trop dangereux d’atterrir.

      Lors de notre expédition, nous allons traverser une région où les conditions atmosphériques sont assez différentes. Par conséquent, il est très probable que durant les trois semaines prévues nous rencontrions au moins une tempête…

  8. leilani djaouga says:

    1. Quel type de nourriture vous mangez?
    2. Est-ce que vous aimez l’antartique?

    • Ludovic Brucker says:

      Leilani D.,

      1. Nous avons tous préparé les cartons de nourriture jeudi dernier. Nous partons avec plus de 700 livres de vivre pour cinq personnes durant 30 jours. Nous avons choisi des aliments à la fois riche en calories et facile à préparer. Nos repas seront essentiellement à base de graines/céréales (telle que riz, quinoa, pâte, polenta) avec des protéines (viande, thon, etc.). Afin de bien résister au froid, il est important d’avoir une alimentation calorifique et plutôt grasse.
      Nos petits déjeuners seront composés de céréales et boissons chaudes. Nous n’aurons pas de vrais déjeuners, mais plutôt des barres de céréales, des mélanges de noix, raisins secs, chocolats, etc.
      La déshydratation de notre corps sera rapide par le simple fait de respirer car l’air est très sec et froid. Nous allons donc beaucoup boire (eau, chocolat chaud, thé, infusion, soupe).

      2. Oh OUI bien sûr que nous aimons tous l’Antarctique !!! Nous sommes passionnés par les régions polaires : leurs glaces, neiges, et températures extrêmes. L’Antarctique, tout comme l’Arctique, est un environnement exceptionnel. Pour ma part, j’ai passé l’essentiel de mes dernières années à observer et comprendre l’évolution de l’Antarctique à travers des mesures satellites, c’est maintenant un rêve qui se réalise de voir une partie de ce continent des superlatifs de mes yeux. Sur Terre, l’Antarctique est le continent le plus froid, le plus venteux, le plus sec, le plus désertique, le plus isolé…

  9. Leilani Clement says:

    Quelles animaux est-ce que tu as vu la-bas?

    • Ludovic Brucker says:

      Leilani C.,

      Jusqu’à présent nous avons vu des phoques et une espèce d’oiseau : des skuas (en anglais). A Mc Murdo il y a toujours de la glace de mer, mais les manchots ne vont pas tarder à faire leur apparition. En général, ils arrivent à la station début janvier donc on espère bien faire leur connaissance à notre retour. Il parait qu’ils ne sont pas peureux et qu’ils rentrent dans les maisons de la station ! Ca va être rigolo !

  10. Leilani Clement says:

    Bon courage!
    A bientot,
    Peeter
    Goddard Immersion

    • Ludovic Brucker says:

      Bonjour Peeter,

      Merci pour le message, c’est vraiment sympa. Nous avons bien récupéré tout nos équipements scientifiques et sommes maintenant prêts pour un départ vers Byrd. Il va toutefois nous falloir faire preuve de patience car notre vol a été retardé de 5 jours…

  11. nicholas-robbincoker says:

    Bonjour,

    Quand tu es alle a Antartique est – ce que tu a vu le les animaux sauvge?

    • Ludovic Brucker says:

      Nicholas,

      Il y a effectivement des animaux sur les régions côtières de l’Antarctique. J’ai déjà vu des phoques et des skuas. A notre retour de mission, en janvier, nous allons très probablement rencontrer des manchots.

  12. christa wright says:

    bonjour
    j’ai une question: Est ce que c’est dificile de s’installer la bas
    Christa

    • Ludovic Brucker says:

      Christia,

      Ta question est intéressante et la réponse difficile.

      La base américaine de Mc Murdo existe depuis 1955, c’est la plus grande base en Antarctique. Au maximum, 1200 personnes peuvent y séjourner ! Il existe un support complet pour permettre une arrivée et une installation confortable (chambre, cafétéria, espace de travail chauffé, etc). C’est un peu comme une petite ville, avec des cuisiniers, mécaniciens, charpentiers, coiffeurs, et également des scientifiques, comme notre équipe.

      Par contre, il a été très difficile de créer cette station, puisqu’il fait froid et nuit pendant presque six mois. Cela a donc pris de nombreuses années, et demandé beaucoup d’efforts.

      Dans quelques jours nous allons partir pour la station de Byrd afin de commencer notre traversée dans l’Antarctique de l’ouest. A Byrd, les conditions de vies seront déjà très différentes. Bien qu’il y est un cuisiner, du personnel et même une petite salle de bains, nous dormirons dehors dans des tentes. Ensuite, lors de la traversée, nous serons en autonomie totale ; c’est-à-dire que nous devrons monter un camp pour dormir et se préparer à manger. Notre traversée est dite légère car nous utilisons des motoneiges et tirons tout notre équipement sur des traîneaux. Les conditions de vie seront alors très limitées.

  13. adji mbaye says:

    can u adopt a penguin and take it home with you to take home? i hope you are not freezing to death there just fun while working.

    • Ludovic Brucker says:

      Adji,

      It is forbidden to remove any life from Antarctica. It is also forbidden to bring back any rocks. These restrictions are specified by the Antarctica treaty, and enable to preserve Antarctica.

      So far, we are not freezing at all. We are at Mc Murdo station where temperatures are not really low (for instance, right now, it is 28F). Once at Byrd camp, it will be a different story, though we are well equipped.

      Our team is fantastic, I dare say, we are a dream team. Hence, we perform great work with an outstanding good mood :)

  14. ema smith says:

    Bonjour!!! Qu’ est-ce que vous faite exactement en l’Antartique?

    • Ludovic Brucker says:

      Ema,

      Notre objectif est de réaliser une campagne de mesure en Antarctique de l’ouest afin de connaître quelle épaisseur de neige tombe chaque année. Là-bas, la neige ne font pas et s’accumule année après année jusqu’à se transformer en glace. Nos mesures serviront à développer des algorithmes pour quantifier l’épaisseur de neige a partir des données collectées par des satellites.

  15. lela versteegen says:

    Est-ce que c’est vrai que il y a 24 heurs du soleil dans l’ete dans l’Antarctic?

    • Ludovic Brucker says:

      Lela,

      Oui, c’est vrai ! Ici c’est l’été et à cette période de l’année il fait jour tout le temps. C’est très plaisant ! Lorsque nous travaillons dans le froid, le soleil nous réchauffe un peu…

  16. Gwyneth Busog says:

    Qu’est ce que la longeur de la neige?

    • Ludovic Brucker says:

      Gwyneth,

      J’imagine que par « longueur de la neige » tu entends: l’épaisseur de neige ou la hauteur de neige. Si tel est le cas, c’est la distance verticale sur laquelle les propriétés de la neige sont similaires. A la station Byrd, l’épaisseur totale de neige et de glace est d’environ 2 miles. Il y a donc 2 miles entre la surface et le socle rocheux. D’abord se trouve de la neige puis de la glace.

  17. Emily Trouba says:

    quand tu est en antrique est-que tu et toutjour nord? quand tu est au antrique es-que la neige peux etret si froid que sait chaud?

    • Ludovic Brucker says:

      Emily,

      L’Antarctique se trouve au sud de notre planète Terre. Au nord de la planète se trouve l’Arctique. Nous sommes en Antarctique, donc au sud. Mc Murdo, la station où nous nous trouvons pour le moment, est à 77 degrés de latitude. Dans quelques jours, nous partirons pour Byrd, qui se trouve à 80 degrés de latitude, soit encore plus au sud que notre position actuelle.

      Lorsque des personnes se trouvent au pôle sud, à 90 degré de latitude, elles peuvent pointer le nord dans n’importe quelles directions !

      Suivant la profondeur à laquelle la température de la neige est mesurée il est fréquent que la neige soit plus chaude que l’air ! Par exemple, la semaine dernière j’ai dormi tout une nuit dans un trou creuse dans la neige. J’avais bien sur un très gros sac de couchage, mais je n’ai pas eu froid. Il faisait plus chaud dans le trou de neige qu’en dehors, qu’à l’air libre.

      La neige est donc un isolant thermique !

  18. miracle-kagha says:

    es que tu a vu steve jobs?

  19. Amirah Darnaby says:

    Est-ce que tu as vue des choses interesant?

    • Ludovic Brucker says:

      Amirah,

      L’Antarctique est comme un autre monde, tout est diffèrent et donc très intéressant ! Les véhicules sont assez amusant, ils ont des roues immenses afin d’avoir de la portance sur la neige.

  20. Jared Kouado says:

    Est-que tu as vus les animaux

    • Ludovic Brucker says:

      Jared,

      Nous avons déjà vu des phoques et ces gros oiseaux nommés “skuas” en anglais. Nous essayerons de mettre des photos des animaux sur le blog à notre retour, surtout si les manchots seront présents!

Notes from the Field