Hier 17 mars, dans l’après-midi, le satellite (Satellite peut faire référence à :) d’étude de la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.) et de la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) océanique en régime stable (GOCE) de l’Agence spatiale européenne (ESA) a été injecté sur une orbite terrestre basse (L'orbite terrestre basse (Low Earth orbit, LEO, en anglais) est un type d'orbite terrestre situé entre 350 et 1 400...) quasi-héliosynchrone par un lanceur ( Lanceur, terme de l'astronautique Lanceur, terme du baseball Récupérée de «...) russe Rockot au départ du cosmodrome de Plesetsk, en Russie septentrionale.


Ce lancement marque le début d’une nouvelle ère dans l’histoire européenne de l’observation de la Terre. GOCE est le premier représentant d’une nouvelle famille de satellites de l’ESA destinés à étudier notre planète (Selon la dernière définition de l'Union astronomique internationale (UAI), « une planète est un corps céleste (a)...) et son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se...) pour mieux comprendre le fonctionnement du système Terre et son évolution en vue de faire face au changement climatique global. Il mesurera en particulier les infimes variations du champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de gravité terrestre sur l’ensemble de la planète.
Le lanceur russe Rockot – dérivé d’un ancien missile balistique – a décollé à 15h21 heure de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville...) (14h21 temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les...) universel coordonné) en direction du nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.), survolant l’Arctique. Environ 90 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un acte. ...) plus tard, après une révolution orbitale et deux allumages de son étage supérieur Breeze-KM, le lanceur a placé le satellite (Satellite peut faire référence à :) de 1052 kilogrammes (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse du Système international d'unités (SI).) sur une orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que décrit dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous...) polaire circulaire de 280 kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini...) d’altitude inclinée à 96,7 degrés par rapport à l’équateur. Le lancement était confié à Eurockot Launch Services, société germano-russe ayant son siège à Brème (Allemagne).

La station de poursuite de l’ESA installée à Kiruna (Suède) a établi le contact avec GOCE peu après la séparation et le satellite est désormais sous le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) des équipes de l’ESA basées au Centre européen d’Opérations spatiales à Darmstadt (Allemagne).

GOCE

"GOCE est le premier satellite scientifique de l’ESA qui soit entièrement dédié à l’observation de la Terre depuis le lancement d’Envisat, en 2002. Si les dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa...) ont évolué, l’objectif reste le même: offrir les meilleurs résultats scientifiques permis par nos avancées technologiques afin d’en faire profiter au maximum la communauté scientifique et, à terme, l’ensemble des citoyens tant à l’échelle de l’Europe que dans le reste du monde (Le mot monde peut désigner :)" a déclaré Jean-Jacques Dordain, Directeur général de l’ESA.

GOCE a été sélectionnée en 1999 pour devenir la première mission de base d’exploration de la Terre du programme Planète vivante de l’ESA. Le satellite a été développé par une équipe industrielle sous la maîtrise d’œuvre de Thales Alenia Space, à Turin (Italie). EADS Astrium (EADS Astrium est une filiale du groupe EADS (European Aeronautic Defence and Space company) présente en France,...) Space, à Friedrichshafen (Allemagne), a fourni la plateforme du satellite et Thales Alenia Space, à Cannes (France), a développé et intégré l’instrument principal, reposant sur des détecteurs ultra sensibles mis au point (Graphie) par l’ONERA. Au total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un total est le...), ce ne sont pas moins de quarante-cinq entreprises européennes qui ont contribué à la fabrication du satellite.

Pendant vingt-quatre mois, GOCE collectera des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose,...) gravitationnelles en trois dimensions couvrant l’ensemble du globe. Le traitement au sol de ces données brutes permettra d’aboutir à la carte la plus précise jamais dressée du champ de gravité terrestre et de définir le géoïde – surface (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...) de référence exacte de notre planète – de manière plus fine. Affiner la connaissance du géoïde, qui représente la forme théorique de la Terre si elle était recouverte d’océans au repos, est essentiel pour approfondir l’étude de la planète, de ses océans et de son atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :). Le géoïde défini servira de modèle de référence pour mesurer et modéliser l’évolution du niveau des mers (Le terme de mer recouvre plusieurs réalités.), la circulation océanique et la dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé...) des calottes polaires.

Une charge utile (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de...) exceptionnelle pour un satellite inédit

Le principal instrument de charge utile de la mission est un gradiomètre électrostatique de pesanteur (Depuis les expériences de Galilée, on observe que dans un lieu donné tous les corps libres chutent en subissant la même...) (EGG) de haute technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :), comprenant six accéléromètres ultra sensibles montés par paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) selon trois axes orthogonaux sur une structure carbone-carbone extrêmement stable. La mission ne mesurera pas la gravité elle-même, mais les infimes écarts de gravité relevés entre les accéléromètres de chaque paire, séparés l’un de l’autre de 50 centimètres.

Les données collectées par GOCE permettront de déterminer l’altitude du géoïde avec une précision de 1 à 2 centimètres et de repérer les anomalies du champ de gravité à 1 milligal près (les montagnes, par exemple, entraînent généralement des variations gravitationnelles locales de l’ordre de quelques dizaines à une centaine de milligals). La résolution spatiale sera améliorée par rapport aux missions précédentes, présentant des performances de plusieurs centaines ou milliers de kilomètres contre 100 kilomètres pour GOCE.

GOCE a été conçu pour offrir au gradiomètre un environnement extrêmement stable et sans perturbations afin d’optimiser son fonctionnement malgré une orbite à basse altitude, où le satellite subit des frottements, faibles mais néanmoins significatifs, dus aux couches supérieures de l’atmosphère. C’est là la principale raison de la forme en flèche élancée de ce satellite aérodynamique (L'aérodynamique est une branche de la dynamique des fluides qui porte sur la compréhension et l'analyse des écoulements...) de 5 mètres de long.

GOCE est également doté de deux propulseurs ioniques de faible puissance au xénon – un principal et un de secours – capables de délivrer une poussée de 1 à 20 milli-Newton chacun (une force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou...) équivalente à celle d’une expiration). Ces propulseurs serviront à compenser la traînée atmosphérique en temps réel, en se fondant sur l’accélération moyenne (Il y a plusieurs façon de calculer une moyenne d'un ensemble de nombres. Celle qu'il convient de retenir dépend de la...) détectée par les deux accéléromètres installés sur l’axe de la vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.).

La structure et la conception du satellite ont elles aussi été optimisées pour filtrer tous types de perturbations, en ayant recours à des matériaux ultra stables destinés à limiter les effets des cycles thermiques et en renonçant à tout élément déployable ou mobile.

Une mission aux retombées multiples

Au cours des six semaines à venir, les équipes de l’ESA et ses partenaires industriels procéderont aux activités de vérification et de recette de GOCE. Le satellite sera ensuite transféré vers son orbite opérationnelle, à 263 kilomètres d’altitude, où sa charge utile fera l’objet de six nouvelles semaines de recette et d’étalonnage. Le début de la mission à proprement parler est prévu à l’été 2009.

La précision de la carte du champ de gravité terrestre dressée par GOCE profitera à toutes les branches des sciences de la Terre.

En géodésie, les scientifiques disposeront enfin d’un modèle de référence unifié pour les mesures d’altitudes mondiales et n’auront plus à gérer les discontinuités entre les divers systèmes altimétriques utilisés à travers les différents territoires, pays et continents, ce qui permettra d’effectuer un meilleur suivi de l’évolution du niveau des mers et de jeter un nouvel éclairage sur les données à ce sujet consignées dans le monde entier depuis plus de 200 ans.

En océanographie, une meilleure connaissance du champ de gravité contribuera à lever un grand nombre (Un nombre est un concept caractérisant une unité, une collection d'unités ou une fraction d'unité.) d’incertitudes concernant les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie,...) de masse et de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) au sein des océans, ce qui devrait conduire à une nette amélioration des modèles globaux de circulation océanique et de prévision climatique. GOCE approfondira également nos connaissances sur le socle rocheux des calottes polaires du Groenland et de l’Antarctique. La cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes. Elle mobilise un ensemble de techniques servant à la...) précise du géoïde aidera en outre à mieux définir les orbites des satellites chargés du suivi des inlandsis (Un inlandsis est une nappe de glace, un glacier continental très étendu, connu aussi sous le nom plus commun de calotte...) et à obtenir des mesures plus exactes les concernant.

En géophysique, l’association des résultats de GOCE et de données sur le magnétisme, la topographie et la sismologie permettra d’établir une cartographie tridimensionnelle détaillée des variations de densité (La densité est un nombre sans dimension, égal au rapport d'une masse d'une substance homogène à la masse du même volume...) de la croûte terrestre (La croûte terrestre est la partie superficielle et solide du matériau dont est faite la Terre. C'est la partie...) et du manteau supérieur. Ces apports seront essentiels pour corriger les modèles des bassins sédimentaires, des rifts, des mouvements tectoniques et de l’évolution verticale (La verticale est une droite parallèle à la direction de la pesanteur, donnée notamment par le fil à plomb.) des mers et continents, qui faciliteront la compréhension des mécanismes à l’origine de catastrophes naturelles.

La première d’une nouvelle série de missions d’exploration de la Terre

"Le succès de ce lancement marque l’avènement d’une nouvelle génération de satellites européens de sciences de la Terre", a déclaré Volker Liebig, Directeur des Programmes d’observation de la Terre à l’ESA. "C’est le premier représentant d’une nouvelle famille de petits satellites scientifiques ciblés qui ouvre la voie à d’autres missions d’exploration de la Terre. Les scientifiques attendent les résultats de ces missions avec une vive impatience. Il nous reste quatre autres lancements à préparer au cours des deux prochaines années ; autant dire que nous allons encore être très occupés."

GOCE est la première mission de base d’exploration de la Terre s’inscrivant dans le programme Planète vivante, engagé par l’ESA en 1999 dans le but de faire avancer la recherche sur l’atmosphère terrestre, la biosphère (La notion de biosphère désigne à la fois un espace et un processus auto-entretenu (jusqu'à ce jour et depuis plus de 3...), l’hydrosphère, la cryosphère et l’intérieur du globe ainsi que sur leurs interactions et de mieux comprendre les conséquences des activités humaines sur ces processus naturels. Deux autres missions de base, qui aborderont des thématiques spécifiques répondant à des préoccupations importantes pour le grand public, sont en cours de développement: ADM-Aeolus, qui étudiera la dynamique atmosphérique (2011), et EarthCARE, destinée à explorer le bilan radiatif terrestre (2013). Trois missions circonstancielles d’exploration de la Terre, de moindre envergure (L'envergure est la distance entre les extrémités des ailes. Le terme est valable pour définir un oiseau, un chiroptère,...), sont également en préparation: Cryosat-2, qui mesurera l’épaisseur des glaces (2009), SMOS, conçue pour étudier l’humidité des sols et la salinité des océans (2009), et Swarm, qui aura pour objet de suivre l’évolution du champ magnétique (En physique, le champ magnétique est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction,...) (2011).

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