N° 38–2002: L'ESA sélectionne de nouvelles missions d'observation de la Terre

A la suite d'un appel à propositions lancé en juin 2001, l'ESA a reçu vingt-sept réponses couvrant toutes les disciplines de la télédétection terrestre axées sur la recherche scientifique et les applications. En janvier 2002, vingt-cinq de ces propositions ont été soumises à des groupes de pairs pour faire l'objet d'une évaluation approfondie du point de vue scientifique et technique. Les résultats de cette évaluation ont ensuite été analysés par le Comité consultatif des Sciences de la Terre (ESAC), qui a présélectionné six missions. Finalement, lors de sa réunion des 15 et 16 mai, le Conseil directeur du programme d'observation de la Terre de l'ESA a retenu les trois projets qui feront l'objet d'une étude de faisabilité.

En ce qui concerne les missions circonstancielles d'exploration de la Terre, le premier cycle de sélection, conduit en 1999, s'est traduit par le choix des projets Cryosat et SMOS. Cryosat, qui doit être lancé en 2004, étudiera les inlandsis et les glaces de mer tandis que SMOS, dont le lancement est prévu en 2006, mesurera l'humidité des sols et la salinité des océans. Pour ce qui est des missions de base d'exploration de la Terre, le premier cycle de sélection, également mené en 1999, s'est soldé par le choix de deux missions : Gravité et circulation océanique en régime stable (GOCE) et Dynamique de l'atmosphère (ADM-Aeolus), qui seront lancées en 2005 et 2007 respectivement.

A la différence des grandes missions de base d'exploration de la Terre, conduites par l'ESA à des fins de recherche, les missions circonstancielles sont de taille plus réduite, supposent une participation plus étroite de l'industrie et ne sont pas nécessairement menées par l'Agence. Leur coût à achèvement avoisine les 110 M€.

Les trois missions circonstancielles candidates que l'ESA vient de sélectionner compléteront des projets de recherche en cours de développement dans le cadre du programme d'exploration de la Terre. Une fois les études de faisabilité terminées, deux de ces missions seront retenues aux fins de mise en œuvre, le lancement de la première étant programmé pour 2008.

ACE+

La mission ACE+ a pour principal objectif de mesurer les variations et l'évolution de la température de l'atmosphère et de la distribution de la vapeur d'eau au niveau du globe, ces données revêtant un grand intérêt pour le suivi du changement climatique. Elle contribuera également à l'amélioration des prévisions météorologiques. Les quatre satellites ACE+ graviteront à des altitudes comprises entre 650 et 850 km. Chacun d'eux sera équipé d'un récepteur en bande L pour des sondages utilisant les signaux GPS/Galileo et d'un émetteur ou d'un récepteur multifréquence en bandes X et K pour des mesures inter-satellites.

La zone de couverture de la mission doit être définie de manière à assurer une distribution globale et homogène des profils. Tous les mois, la constellation de quatre satellites permettra de recueillir environ 7000 mesures d'humidité et de température qui serviront au suivi de l'évolution du climat. Elle assurera la livraison quotidienne de quelque 5000 mesures de réfractivité par occultation des signaux GPS/Galileo, qui seront assimilées dans des systèmes de prévision du temps.

EGPM

EGPM constitue une contribution importante de l'Europe à la mission GPM, initiative internationale ayant pour objectif de livrer 8 fois par jour des données sur les champs de précipitation à l'échelle du globe. GPM, fondée sur une constellation de satellites, prend le relais de la mission d'observation des précipitations tropicales (TRMM) réalisée en coopération par la NASA et la NASDA.

Compte tenu de l'importance cruciale des ressources en eau douce pour la vie sur Terre et l'humanité, la mise en œuvre d'une mission de mesure des précipitations se justifie pour des raisons évidentes. En effet, la présence ou l'absence de précipitations a un impact direct sur quasiment toutes les composantes de la météorologie, de la climatologie, de l'hydrologie, de l'économie et de la société.

La mission EGPM consiste en un seul satellite sur orbite terrestre basse héliosynchrone équipé d'un radiomètre hyperfréquences pour l'observation des précipitations à l'échelle de la planète. Elle fait partie de l'initiative GPM proposée en commun par la NASA et la NASDA, qui s'appuie sur un satellite principal équipé d'un radar et d'un radiomètre d'étude des précipitations ainsi que sur un certain nombre de plus petits satellites n'emportant chacun qu'un radiomètre de pluviométrie.

EGPM complète la mission GPM en fournissant les données nécessaires aux latitudes élevées (Europe et Canada par exemple).

SWARM

La mission SWARM a pour objectif de réaliser un levé d'une qualité inégalée du champ géomagnétique et de son évolution dans le temps mais aussi de contribuer à une meilleure connaissance de l'intérieur de la planète Terre et de son climat.

Le concept SWARM repose sur une constellation de quatre satellites gravitant sur deux orbites polaires différentes à une altitude comprise entre 400 et 550 km. Chacun des satellites effectuera des mesures très précises, à haute résolution, du champ magnétique. Ensemble, les quatre satellites réaliseront les observations nécessaires pour que les scientifiques puissent effectuer le levé extrêmement précis du champ géomagnétique à l'échelle du globe dont ils ont besoin pour modéliser ses différentes sources.

Les champs magnétiques jouent un rôle important dans les phénomènes physiques à l'œuvre dans l'Univers. Le champ magnétique agit directement sur l'environnement électrodynamique, sur la dynamique de la thermosphère, et peut-être même sur l'évolution des basses couches de l'atmosphère.

SWARM livrera d'importantes données qui jetteront un éclairage nouveau sur l'expansion de l'anomalie de l'Atlantique Sud, lourde de conséquences pour le fonctionnement des satellites sur orbite terrestre basse. Géographiquement, l'affaiblissement récent du dipôle magnétique terrestre s'explique dans une large mesure par les modifications du champ magnétique observées dans cette région. Les modèles du champ géomagnétique établis à partir des données de cette mission auront des applications pratiques dans différents domaines comme, par exemple, la météorologie spatiale et l'étude des risques dus aux rayonnements, de même qu'ils nous permettront de mieux comprendre les processus atmosphériques liés au climat et aux conditions météorologiques.

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