Le satellite GOCE

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L'Agence spatiale européenne (ESA) est sur le point de lancer une mission d'une complexité extrême ayant pour objet d'étudier le champ de gravité terrestre et d'établir une carte de la surface de référence (le géoïde) de notre planète avec une résolution et une précision inégalées.

Le satellite GOCE (Mission d'étude de la gravité et de la circulation océanique en régime stable) sera lancé sur une orbite basse quasi-héliosynchrone par une fusée russe Rockot depuis le cosmodrome de Plesetsk, situé à environ 800 km au nord de Moscou. Le décollage doit avoir lieu le mercredi 10 septembre à 16h21 (heure de Paris). Le lanceur Rockot est exploité par Eurockot Launch Services, entreprise commune créée par EADS Astrium et le Centre spatial Khrounitchev (Russie).

Ce satellite de 1 tonne de l'ESA sera équipé de six accéléromètres ultra sensibles de haute technologie, destinés à mesurer les composantes du champ de gravité selon trois axes. A partir des données recueillies par GOCE, les scientifiques établiront une carte à haute résolution du géoïde, c'est-à-dire de la surface de référence de notre planète, ainsi que des anomalies gravitationnelles. Cette carte permettra de faire considérablement progresser les connaissances sur la structure interne du globe terrestre et de disposer d'une bien meilleure référence pour étudier les océans et le climat, notamment les modifications du niveau de la mer, la circulation océanique et la dynamique des calottes polaires. La mission GOCE devrait aboutir à de nombreuses applications en climatologie, en océanographie et en géophysique, mais aussi dans les domaines de la géodésie et de la localisation.

Pour parvenir à réaliser cette mission, l'ESA, ses partenaires industriels (45 entreprises européennes pilotées par Thales Alenia Space) et la communauté scientifique ont dû relever un défi technique impressionnant. Il s'agissait en effet de concevoir un satellite qui puisse évoluer suffisamment près de la Terre pour recueillir des données gravitationnelles de haute précision tout en s'affranchissant des perturbations dues à la présence d'une atmosphère résiduelle sur orbite terrestre basse (à 260 km d'altitude seulement). Les efforts déployés dans ce sens ont abouti à la réalisation d'un satellite aérodynamique de 5 mètres de longueur, évoquant la forme d'une flèche et doté de propulseurs ioniques de faible puissance pour la compensation de la trainée atmosphérique.

GOCE est la première mission de base du Programme d'exploration de la Terre entrepris par l'ESA en 1999 dans le but de faire avancer la recherche sur l'atmosphère terrestre, la biosphère, 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. Elle sera la première d'une série de missions d'exploration de la Terre à venir, avec cinq lancements prévus au cours des deux prochaines années.

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 (2010), et EarthCARE, destinée à explorer le bilan radiatif terrestre (2013). Trois missions circonstancielles d'exploration de la Terre, de moindre envergure, 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 (2010).

source http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=5728

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Le satellite GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), développé et construit par Thales Alenia Space pour l’Agence spatiale européenne (ESA), a achevé sa phase de recette et d’étalonnage en orbite la semaine dernière, en passant avec succès sa revue d’évaluation en vol. Les fonctionnalités du satellite et de sa charge utile ont pu être pleinement démontrées et les résultats préliminaires de la première campagne de mesure – démarrée le 15 septembre et qui durera jusqu’en mars prochain – sont déjà impressionnants, dépassant même les spécifications dans certaines bandes de fréquences. Les premières mesures ont pu être corrélées avec des modèles de champ gravitationnel existants et ont démontré des niveaux de détails spatiaux significatifs.

GOCE est le premier satellite mis sur orbite dans le cadre du programme « Earth Explorer » de l’ESA. Il a été conçu pour dresser la première carte en 3D du champ gravitationnel terrestre, avec un niveau de précision sans précédent. De conception unique, il adopte une configuration aérodynamique afin de fournir un environnement avec compensation de traînée atmosphérique à basse altitude pour un gradiomètre de haute technologie qui va cartographier le géoïde avec une résolution spatiale sans précédent et d’une précision qui va ouvrir de nouveaux horizons dans la recherche géophysique. Le satellite et son gradiomètre ont tout deux été intégrés par Thales Alenia Space dans son établissement de Cannes.

Après son lancement en orbite basse le 17 mars, GOCE a atteint son orbite opérationnelle à 259 km d’altitude à la mi-septembre. Sa charge utile avait été mise sous tension et testée depuis avril. Aujourd’hui, le satellite est en parfait état de fonctionnement et la traînée causée par les traces de la très haute atmosphère est plus faible que prévue, ce qui entraîne une plus faible consommation électrique du système de compensation, avec des performances améliorées d’un ordre de grandeur. En conséquence, on estime que les campagnes de mesures pourraient être étendues à une partie des périodes d’éclipses et que la durée totale de la mission pourrait être allongée. De plus, la connaissance de la position orbitale du satellite a également atteint un niveau de précision impressionnant, qui se traduira directement par une plus grande précision des mesures finales.

Le relevé en 3D du géoïde par GOCE doit fournir un référentiel global pour l’observation océanographique et l’étude des calottes glaciaires, ainsi que pour l’orbitographie et l’unification des mesures d’altitude dans le monde entier. De plus GOCE doit dresser la carte des variations de densité dans les couches supérieures du manteau de la Terre.

Note

Thales Alenia Space est un important partenaire industriel de l’ESA dans le programme « Earth Explorer », en tant que maître d’œuvre pour GOCE, contractant principal sur la mission SMOS (Soil Moisture & Ocean Salinity) qui doit être lancée en novembre, et fournisseur de la charge utile du satellite Cryosat, dont le lancement est prévu au début de 2010.

source http://www.flashespace.com/html/oct09/30_10_09.htm

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C’est une autre façon de voir la Terre, du moins de la représenter : en tenant compte des variations fines de son champ gravitationnel. Ce nouveau géoïde est fourni par le satellite européen GOCE.




Un nouveau géoïde de la Terre, actualisé avec les dernières données transmises par le satellite GOCE, a été dévoilé ce jeudi lors d’un congrès scientifique qui se tient à Munich, en Allemagne. Cette représentation de la Terre dévoile toutes les anomalies de sa gravité : en effet le champ gravitationnel n’est pas le même partout car la masse de notre planète n’est pas également répartie.

Ce qui ressemble à une boule de pâte à modeler mal façonnée offre aux scientifiques un précieux outil de travail pour mieux comprendre la circulation océanique. Le géoïde permet de se représenter l’océan sans courant et sans marée, façonné uniquement par la gravité.

Les données du satellite européen GOCE de l’ESA, lancé en mars 2009, s’accumulent depuis plus d’un an. Le satellite a été conçu pour fournir des résultats en 3D cinq fois plus précis que ceux de la mission GRACE (USA-Allemagne). Pour cela, GOCE est placé sur une orbite basse, à 250 km de la Terre, et stabilisé grâce à un système de propulsion ionique. Il est équipé des trois paires d’accéléromètres, des masses qui perçoivent les forces exercées par le champ gravitationnel de la Terre. Grâce à un gradiomètre ultrasensible, les différences d’accélération sont détectées sur de courtes distances afin de fournir une cartographie très précise.

Les données de GOCE continueront à améliorer le modèle de géoïde dans les mois qui viennent. Le financement de la mission est assurée jusqu’à la fin 2012 mais ses réserves de carburant pourraient lui permettre d’aller plus loin.

http://www.sciencesetavenir.fr/actualite/fondamental/20110331.OBS0579/la-terre-dans-toute-sa-gravite.html

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Moins de deux ans après son lancement, le satellite Goce de l’Agence spatiale européenne a fini de mesurer la gravité terrestre. La carte du geoïde terrestre qui en résulte et d’une très grande finesse. Des avancées scientifiques dans de nombreuses disciplines sont d’ores et déjà prévues, tant la précision de cette carte ouvre de nouvelles perspectives pour mieux comprendre certains phénomènes sismologiques et océanographiques.

Lorsque l’Agence spatiale européenne lance en mars 2009 la forme longiligne du satellite Goce surprend (5 mètres de long pour 1 mètre de diamètre). Inhabituelle pour un satellite d’observation de la Terre, cette forme est une des clés du succès de cette mission. La mesure du champ de gravité terrestre ne peut se faire qu’à faible altitude (250 kilomètres) d’où la nécessité d’un satellite capable de limiter les effets du frottement causés par l’atmosphère résiduelle.

En d’autres termes, Goce est le premier satellite de conception aérodynamique (en forme de flèche) pour limiter ces frottements et stabilisé grâce à un système de propulsion ionique. Résultat : des données cinq fois plus précises que celles récoltées par la précédente mission de gravimétrie Grace (de l'ordre de dix mille milliardièmes).

Dévoilées ce jeudi lors d’un congrès scientifique qui se tient à Munich, en Allemagne, les données de Goce ont permis de tracer une nouvelle carte du géoïde terrestre qui montre la surface terrestre proche de sa forme réelle. Cela permet de se représenter l’océan sans courant et sans marée, façonné uniquement par la gravité dont les anomalies apparaissent.

La sismologie et l'océanographie sont les deux disciplines qui tireront le mieux parti des données fournies par Goce. Elles permettront d'affiner la connaissance du géoïde et de déduire de nouveaux modèles de circulation océanique. Autres disciplines utilisatrices, celles liées aux changements climatiques. Les mouvements de masse d'eau dans les océans qui transfèrent des quantités d'énergie colossales, l'évolution des glaces ou encore la connaissance des anomalies internes de la Terre qui peuvent expliquer la présence de matériaux plus denses, voire des réserves de pétrole, sont autant de domaines d'études qui bénéficieront des données de Goce.

http://www.flashespace.com/

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Une nouvelle fois, l’Agence spatiale européenne a prolongé la mission de Goce, son satellite de mesure du champ de gravité terrestre. L'orbite, déjà basse, est actuellement descendue pour des résultats encore meilleurs. « Une deuxième mission », affirment les scientifiques.

Grâce à une consommation de carburant plus basse que prévue et à la faible activité du Soleil au cours de ces deux dernières années, le satellite Goce (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) de l’Agence spatiale européenne (Esa) a vu sa mission prolongée une nouvelle fois de plusieurs mois. À l'origine, la mission devait se terminer en avril 2011 et avait déjà été étendue de 18 mois, jusqu'à fin 2012.

Ce nouveau prolongement est une bonne nouvelle pour la communauté scientifique des utilisateurs de ce satellite. Sa fonction est de réaliser des mesures très précises du champ de gravité terrestre avec une précision inégalée.

Ce satellite de l’Esa, lancé en mars 2009, a produit la carte du géoïde terrestre la plus précise à ce jour depuis une altitude très basse d’environ 255 km, quelque 500 km plus bas que la plupart des satellites d'observation de la Terre.

Augmenter la précision des mesures

Pour cette nouvelle phase de l’utilisation de Goce, l’Esa et son comité consultatif scientifique ont décidé d’abaisser son orbite d’une vingtaine de kilomètres, la faisant descendre à 235 km d’altitude. Cela peut paraître faible, mais le gain dans la qualité des mesures sera si grand que les chercheurs n’hésitent pas à qualifier cette extension de « deuxième mission » !

Depuis le mois d’août, le satellite effectue sa descente au rythme de 300 m par jour. Il devrait atteindre son altitude définitive (235 km) en février 2013. Depuis ce nouveau promontoire, les chercheurs s’attendent à une nouvelle salve de résultats bien plus précis, au point qu’ils pourraient bien déclencher de nouvelles recherches dans de nombreuses disciplines liées à la gravité.

Le géoïde en haute définition avec Goce

Le géoïde est une représentation de l’aspect des océans sans courant et sans marée, façonnés uniquement par la gravité. Cela permet d’effectuer des mesures précises de la circulation océanique, des changements du niveau marin et de la dynamique des glaces. Le géoïde donne également des indices révélateurs de la structure interne de notre planète.

Goce a apporté un nouvel éclairage sur la densité de l'air et du vent dans l'espace. Il a aussi aidé à produire la première carte de la limite entre la croûte terrestre et le manteau à l'échelle du globe en haute résolution.

Goce a été réalisé par un consortium européen. Dans le cadre de ce partenariat, Astrium a fabriqué la plateforme. Thales Alenia Space s’est occupé de la maîtrise d'œuvre satellite, et, en collaboration avec l'Onera, a fourni le gradiomètre, l'instrument principal de la mission, composé de trois paires d'accéléromètres mesurant finement les petites variations de la gravité terrestre.

http://www.flashespace.com/