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Sentinel : deS yeux pour la terre

OBSERVATION DE LA TERRE DU 9 AU 13 MAI DERNIER, PRAGUE A ACCUEILLI LE SYMPOSIUM LIVING PLANET. UNE MANIFESTATION DONT SENTINEL, COMPOSANTE SATELLITAIRE DE COPERNICUS, A CONSTITUÉ L'ossature. l'occasion D'une mise en PersPective Du Programme.

V ers 2030, la famille, ou plutôt les familles, Sentinel doivent compter une vingtaine de satellites installés autour de laTerre (prévus pour durer plus ou moins sept ans) et dédiés à sa surveillance. Le réseau a commencé son déploiement autour de laTerre le 3 avril 2014 avec la mise sur orbite héliosynchrone à 693 km d'altitude de Sentinel 1A. Il a été rejoint par Sentinel 1B le 25 avril dernier (VS 14).La mission de ce tandem est d'offrir une couverture radar de notre planète par tous les temps grâce à leur radar à synthèse d'ouverture (SAR) en bande C. En décembre dernier,Thales Alenia Space a d'ailleurs officialisé un contrat de 402 M€ avec l'ESA pour la construction des unités 1C et 1D. Leurs lancements sont respectivement envisagés pour 2021 et 2023.

DÉPART FIN 2017. Deux autres familles ont également commencé à s'installer sur une orbite similaire à 786 km; à commencer par Sentinel 2. Sentinel 2A en est le premier représentant. Equipé de son unique charge utile, l'imageur multispectral MSI, celui-ci a commencé ses observations en juin 2015. « Dix mois après son lancement, le vaisseau est parfaitement nominal », se félicite François Spoto, chef de projet de la mission Sentinel. Depuis l'activation des premiers satellites, qui reposent sur la gratuité d'utilisation, 4,81 pétabytes de données pour S-1 et 652 térabytes pour S-2 ont été téléchargés par 31 841 utilisateurs *. Sentinel 2B, le jumeau de S-2A, initialement prévu pour un lancement en novembre prochain, est maintenant annoncé pour la fenêtre comprise entre mars et mai 2017. Par ailleurs, des problèmes ont en effet été détectés durant la campagne finale de tests.Toutefois, ils ne sont pas reliés au glissement de calendrier que le lancement pourrait connaître (cf. interview de François Spoto).

A pied d'oeuvre depuis le 16 février dernier, Sentinel 3A est désormais la quatrième mission active du programme Sentinel. Par rapport aux Sentinel 1 et 2, il évolue sur une orbite légèrement supérieure à 814 kilomètres. La charge utile embarquée comprend notamment l'imageur Olci (Ocean Land Colour Instrument) et le radiomètre SLSTR (Sea and Land Surface Temperature Radiometre). Pour cette famille, il s'agit d'engranger des données sur la dynamique des océans (hauteur des vagues, vitesse des vents, température, couleur et reflet du processus de photosynthèse). Sentinel 3B, qui devait partir début 2017, a vu son tir glisser de six mois car son SLSTR doit être réinstallé.Celuici ne devrait maintenant pas intervenir avant la fin de l'année prochaine.Par ailleurs en février a été signé un contrat entreTAS et l'ESA de 450 M€ qui porte sur le développement des unités 3C et 3D. Date de lancement prévue : pas avant 2023 pour le premier et 2025 pour le second.

HÉRITAGE. Mais l'avenir immédiat de la composante satellitaire de Copernicus, c'est Sentinel 5 Precursor.D'une masse de 930 kilogrammes dont 230 réservés à sa charge utile, il aura une durée de vie minimale de sept ans. Sentinel 5P doit garantir la continuité des mesures de l'atmosphère terrestre jusque-là menées par les satellites Envisat et Aura. L'unique instrument scientifique embarqué est une contribution néerlandaise. Il s'agit du specTROMÈèÈTRETROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) mis au point par Airbus DS NL. Il doit observer le spectre lumineux dans trois longueurs d'onde : ultraviolet (UV), visible (VIS) et le proche infrarouge (SWIR) afin de cartographier l'évolution dans l'atmosphère de gaz comme l'ozone, le méthane ou le monoxyde de carbone. Le lancement de Sentinel 5P est programmé entre le 20 octobre et le 20 novembre 2016. Il doit être livré au cosmodrome de Plessetsk dans le courant du troisième trimestre de cette année. Cependant, comme pour Sentinel 2B, un retard du lancement de quelques mois serait à prévoir. Une fois installé en orbite héliosynchrone à 824 kilomètres d'altitude, il assurera une mission d'une durée estimée de sept ans.

CONTINUITÉ DE SERVICE.La suite du planning proposé par l'ESA nous indique que les Sentinel 4 et 5 sont des instruments scientifiques. En 2021, Sentinel 4 (le spectromètre UVVIS-PIR) embarquera donc en tant que charge utile sur le satellite géostationnaire Meteosat de troisième génération (MTGS1) opéré par Eumetsat. Une seconde unité (MTG-S2) est planifiée pour 2029. La revue de conception critique doit d'ailleurs avoir lieu en fin d'année et le prototype, ainsi que le second modèle de vol, seront en principe livrés vers 2019.Ils assureront la couverture de l'Afrique du Nord et l'Europe. Elle sera suivie par Sentinel 5 qui doit entrer en service d'ici 2021. Il s'agira d'une charge utile embarquée sur le satellite de deuxième génération Metop SG prévu pour évoluer en orbite basse, également opéré par Eumetsat. Projeté pour 2021, il aura notamment pour mission de surveiller la composition de l'atmosphère terrestre, de vérifier la qualité de l'air et de contrôler les changements climatiques. L'instrumentation scientifique est composée de cinq spectromètres couvrant les longueurs d'onde de l'ultraviolet (UV), du visible (VIS), proche infrarouge (NIR) et de l'infrarouge à ondes courtes (SWIR).

D'ici quatre ans, c'est un héritier de CryoSat qui doit être lancé à une altitude de 1 336 km pour une durée minimale de cinq ans et demi avec une extension possible de deux années supplémentaires. Reprenant une architecture inspirée par ce dernier, Sentinel 6A/Jason CS (Continuité de service) est réalisé en partenariat avec la Nasa. Il poursuivra la mission de mesure de hauteur des océans commencée dès 1992 par Jason 1 à 3.

DÉFI. La charge utile de chacune des deux unités comprendra cinq instruments scientifiques dont l'altimètre radar à synthèse d'ouverture Poseidon 4, construit par Thales Alenia Space, et le radiomètre Doris.Celui-ci devra permettre de cartographier jusqu'à 95 % de laTerre tous les dix jours. De plus, selon nos informations, le financement de la charge scientifique américaine est acté pour l'année fiscale 2017. D'une masse de 1440 kilogrammes chacun, les deux satellites doivent être lancés en 2021 (Jason CS-A) et 2026 (Jason CS-B). Le lanceur (au choix Falcon 9, Atlas 5 ou Antares) sera fourni par la Nasa.

Si les Sentinel sont les « radiographes » des maux de notre planète, la réflexion sur les applications futures du programme est cependant déjà largement entamée. Parmi les premières constatations, il ressort ainsi que les actuels satellites ne sont pas conçus pour quantifier les émissions de CO2 émises dans l'atmosphère terrestre, mais seulement les flux naturels. Ainsi, Volker Liebig, l'actuel directeur des programmes d'observation de laTerre de l'ESA,appelle de ses voeux un système européen de cartographie du CO2 « préopérationnel » d'ici 2025 et qui devienne opérationnel cinq ans plus tard. « C'est un rôle potentiel pour Copernicus », plaide-t-il. Car c'est finalement là que se situe tout le défi des satellites Sentinel :nous fournir l'ensemble des informations essentielles sur la santé de notre planète pour les vingt prochaines années… ¦ A Prague, Antoine Meunier * Données ESA au 21/04/16 Trois questions à François Spoto, chef du projet copernicus sentinel 2 à l'esA « Deux anomalies identifiées » Quels équipements ont été défaillants sur Sentinel 2B ? Nous avons identifié deux anomalies sur ce second modèle du satellite au cours des campagnes de tests. Il s'agit de l'unité de compression vidéo de l'instrument et de l'ordinateur central qui ont été retournés pour réparation chez leur fabricant. Dans les deux cas, nous avons intégré deux équipements de remplacement afin de continuer la préparation du satellite sans retard de calendrier.

Quel est votre avis sur l'origine des deux dysfonctionnements ? Lorsqu'on mène des tests rigoureux, il n'est pas impossible d'identifier quelques dysfonctionnements sur des équipements de vol. C'est pourquoi des jeux de composants et de cartes électroniques sont approvisionnés pour permettre des réparations rapides.

-ESA FLOC'H A. LE Est-ce la raison du retard de lancement de cinq mois annoncé à l'occasion de ce symposium ? Non. Malgré ces aléas, le second satellite devrait être prêt pour son lancement dès la fin novembre 2016. Mais nous venons de recevoir une notification d'Eurockot de retard de lancement de l'ordre de cinq mois, et notre fenêtre de tir devient donc mars-mai 2017. La raison évoquée est la nécessité pour des entreprises russes de rénover certains équipements de la base de Plessetsk, ce qui laisse planer une incertitude sur la date finale de lancement.

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