Cryosat-2

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Il devrait prendre ses fonctions le 25 février prochain au dessus des régions polaires. Grâce à son altimètre et l’aide de DORIS, le satellite de l’ESA suivra les variations de la hauteur des glaces avec une précision millimétrique.


Des glaciers aux banquises

« Après l’échec du lancement de Cryosat-1 en 2005, il a été décidé très vite de faire un nouveau satellite pour observer les glaces, rappelle Françoise Schiavon, chef de projet Cryosat-2 au CNES.

Le satellite, en orbite polaire, survolera régulièrement les calottes glaciaires, qui jouent un rôle clé dans la régulation du climat.

A chaque passage, son altimètre mesurera la hauteur des glaces de l’Antarctique et de l’Arctique mais aussi celle des banquises et des glaciers de montagnes.

En fonction du relief de la zone à topographier, l’altimètre radar utilisera le mode le plus adéquat.

Pour les zones très accidentées par exemple, comme les bords de l’Antarctique ou les glaciers, l’altimètre prendra 2 mesures sous 2 angles différents pour avoir une information sur le relief.

Grâce à ces observations continues, les scientifiques pourront suivre les variations des hauteurs des glaces, en fonction des saisons et des années, et en étudier leur implication sur la hauteur des océans.

Et ce, avec une précision de quelques mm par an. « Par ailleurs, toutes les données seront archivées par le CNES qui sera capable de générer des produits altimétriques à la demande », précise Françoise Schiavon.

Mais ces mesures ne pourraient être aussi précises sans l’aide d’un instrument développé par le CNES, qui fête aujourd’hui ses 20 ans : le système DORIS.

« DORIS donne le positionnement précis du satellite sur son orbite, au cm près. En combinant cette altitude et la mesure altimétrique, qui donne la distance entre le satellite et la surface de la glace, on en déduit l’épaisseur des calottes glaciaires », explique Albert Auriol, responsable Doris au CNES.

Parallèlement à ces orbites, traitées au sol par des équipes toulousaines, DORIS mesure en temps réel l’altitude de Cryosat-2 et aide ainsi le satellite à maintenir sa position.

« Une 1ere sur un satellite », souligne Albert Auriol.

Autre mission pour l’instrument DORIS : déterminer avec précision la position de stations terrestres, qui seront à leur tour utilisées comme points de référence mondial pour mesurer le niveau des océans ou le mouvements des plaques continentales par exemple.

Cryosat-2, actuellement sur le site de Baïkonour, rejoindra l’espace le 25 février prochain à bord de la fusée russo-ukrainienne Dnepr.

Heure prévue du décollage : 14h57.

http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/8253-gp-mission-glaciaire-pour-cryosat-2.php

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L'Agence spatiale européenne va lancer très prochainement la plus complexe des missions jamais conçue pour étudier les glaces terrestres et cartographier l'épaisseur des glaces de mer et des inlandsis : décollage prévu le 25 février 2010.

Cryosat, le satellite de l'ESA destiné à l'observation des glaces, sera placé en orbite à 700 km au-dessus de la Terre par un lanceur russe Dniepr qui sera tiré du cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan.

Le lancement est prévu le jeudi 25 février 2010 à 14h57 heure de Paris (13h57 UTC). Le lanceur Dniepr est exploité par la société spatiale internationale Kosmotras.

CryoSat sera le troisième satellite d'exploration de la Terre de l'ESA à être placé en orbite : il fait suite à GOCE et SMOS (respectivement lancés en mars et novembre 2009). Il devait à l’origine être le premier de la série mais le lancement de son exemplaire initial a échoué, entraînant sa perte.

Ce satellite de 700 kg – dont le nom est dérivé du mot Grec kryos qui signifie froid ou glace – emporte le premier altimètre radar hyperfréquences tous-temps. Cet instrument a été optimisé pour la mesure des variations d'épaisseur des glaces flottantes, souvent hautes de plusieurs mètres, mais aussi des inlandsis polaires, qui peuvent atteindre cinq kilomètres d'épaisseur dans l’Antarctique. La mission fournira des données sur la vitesse d'évolution de l'épaisseur des glaces avec une précision centimétrique.

Les records de recul des glaces enregistrés ces derniers étés dans l'Arctique montrent que des changements significatifs sont à l'œuvre dans les régions polaires. Des satellites comme Envisat cartographient maintenant depuis de nombreuses années le couvert glaciaire tel qu'on peut l'observer de l'espace. Pour mieux appréhender comment le changement climatique affecte ces régions sensibles, il était urgent d'étudier également l'évolution de l'épaisseur des glaces. Les données de CryoSat permettront de mieux comprendre la dynamique des masses glaciaires, de fournir aux scientifiques de précieuses indications sur cette variable et de contribuer à faire avancer la recherche sur le changement climatique.

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=7519

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Le lancement du satellite CryoSat 2 de l'ESA, qui était prévu pour le 25 février depuis le Cosmodrome de Baïkonour, au Kazakhstan, a dû être reporté en raison d'une inquiétude concernant le système de pilotage du deuxième étage du lanceur Dniepr.

Bien que la quantité d'ergols disponible pour le moteur du deuxième étage soit suffisante pour placer CryoSat 2 sur orbite, la réserve de sécurité n'est pas aussi importante que ce qui serait souhaitable selon la société industrielle ukrainienne Youjnoyé, qui a développé le lanceur et en assume la responsabilité technique. La situation est actuellement passée en revue et des mesures seront prises pour répondre à cette inquiétude.

Kosmotras, le fournisseur du service de lancement, indiquera prochainement à l'ESA une nouvelle date pour la mission.

CryoSat 2 doit être placé sur une orbite polaire très inclinée, balayant la Terre jusqu'à une latitude de 88° au Nord comme au Sud, afin d'obtenir une couverture maximale des régions polaires. Depuis une altitude un peu au delà de 700 km, CryoSat 2 surveillera avec précision l'évolution de l'épaisseur de la banquise et les variations dans celle des calottes polaires continentales.

Ces données sont attendues avec impatience par les scientifiques qui cherchent à comprendre exactement comment les glaces polaires réagissent au changement climatique. Depuis plus de 15 ans, les satellites ERS et Envisat de l'ESA ont dressé la carte de l'étendue de la couverture glaciaire.

Toutefois, afin de comprendre les effets du changement climatique sur ces régions sensibles, il y a un besoin urgent de déterminer avec précision comment l'épaisseur de ces glaces est affectée afin d'avoir une vision globale de la situation.

http://www.esa.int/esaCP/SEMPKT7CS5G_France_0.html

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L’Agence spatiale européenne vient d’annoncer que le satellite CryoSat-2, destiné à mesurer les variations d'épaisseur de la banquise et l'altitude des glaces continentales, sera lancé le 8 avril. Le décollage depuis le cosmodrome de Baïkonour est prévu à 13 h 57, TU. Le problème technique concernant les réserves de carburant du second étage du lanceur Dnepr, à l’origine du report du lancement prévu le 25 avril, a été réglé.

CryoSat-2 est une mission d’exploration de la Terre retenue en 1999 dans le cadre du programme Planète vivante de l’Esa. Elle est dite circonstancielle car son objectif est de donner rapidement des réponses sur un certain aspect de l’environnement terrestre.

En l'occurrence, le satellite CryoSat-2, construit par Astrium, cherchera des preuves formelles d’une réduction de la couverture glaciaire et permettra d'améliorer notre compréhension des relations entre l’état des glaces et le climat de la planète. L'étude de la fonte des glaces polaires, avérée dans l'hémisphère nord, est un enjeu majeur pour comprendre le réchauffement climatique.

Pour réaliser sa mission, CryoSat-2 utilisera l’instrument Siral, construit par Thales Alenia Space. Il s’agit d’un altimètre radar interférométrique SAR qui émettra un signal radar en direction du sol et captera les ondes réfléchies. Le temps que mettra le signal à réaliser cet aller-retour sera fonction du relief, ce qui permettra d'établir une topographie précise de la zone étudiée. Ce satellite embarque également le système de positionnement Doris (Doppler Orbit and Radio Positioning Integration by Satellite).

CryoSat-2 est le troisième satellite du programme Planète vivante, après GOCE, lancé pour mesurer le champ de gravité de la Terre (mars 2009) et SMOS, conçu pour détecter l'humidité des sols et la salinité des océans (novembre 2009). Une première version du satellite CryoSat avait été perdue en octobre 2005 à cause d'un problème survenu pendant le lancement, au niveau du deuxième étage du lanceur Rockot. En février dernier, le tir de la fusée Dnepr qui devait emporter CryoSat-2 a été annulé après le constat d'une réserve de carburant insuffisante dans le deuxième étage.

http://www.flashespace.com/

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Le lancement du satellite Cryosat 2, qui avait du être annulé en février dernier, est prévu jeudi 8 avril dans l’après-midi. Destiné à l’observation des glaces, la mission Cryosat de l'Agence spatiale européenne est une des plus complexes jamais conçue.

CryoSat sera le troisième satellite d'exploration de la Terre de l'ESA à être placé en orbite : il fait suite à GOCE et SMOS (respectivement lancés en mars et novembre 2009). En 2005, la première version de CryoSat s’était écrasée en mer suite à un dysfonctionnement de la fusée porteuse.

Ce nouveau satellite, de 700 kg sera chargé de détecter les variations d'épaisseur des glaces de mer présentes dans les océans polaires ainsi que l'évolution des vastes calottes glaciaires qui recouvrent le Groenland et l'Antarctique. Pour ce faire, il a été équipé du premier altimètre radar hyperfréquences tous-temps. Cet instrument a été optimisé pour la mesure des variations d'épaisseur des glaces flottantes, souvent hautes de plusieurs mètres, mais aussi des inlandsis polaires, qui peuvent atteindre cinq kilomètres d'épaisseur dans l’Antarctique.

Les records de recul des glaces enregistrés ces derniers étés dans l'Arctique montrent que des changements significatifs sont à l'œuvre dans les régions polaires. Des satellites comme Envisat cartographient maintenant depuis de nombreuses années le couvert glaciaire tel qu'on peut l'observer de l'espace. Pour mieux appréhender comment le changement climatique affecte ces régions sensibles, il était urgent d'étudier également l'évolution de l'épaisseur des glaces. Les données de CryoSat permettront de mieux comprendre la dynamique des masses glaciaires, de fournir aux scientifiques de précieuses indications sur cette variable et de contribuer à faire avancer la recherche sur le changement climatique.

Le lancement de CryoSat 2 est prévu le jeudi 25 février 2010 à 15h57 heure de Paris (13h57 UTC). Le lanceur Dniepr est exploité par la société spatiale internationale Kosmotras.

http://www.sciencesetavenir.fr/actualite/espace/20100406.OBS2003/cryosat-2-lancement-attendu-demain.html

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Une nouvelle vigie pour le climat, le satellite européen Cryosat-2, vient d’être lancée ce jeudi 8 avril de la base de Baïkonour (Kazakhstan).

Cette mission d'exploration de la Terre s'inscrit dans le programme “Living Planet” débuté en 1998. Le satellite de 720 kg évoluera à une altitude de 700 km pour une durée minimale de 3 ans et demi.

L'objectif est de quantifier les variations de volume de la banquise et des calottes glaciaires du Groenland et de l'Antarctique. Les données du satellite seront couplées avec des relevés sur le terrain. Ce projet nous aidera à mieux cerner le lien entre l'élévation du niveau des mers et le réchauffement climatique, et à améliorer les modèles climatologiques actuels.

Pour cela, Cryosat-2 est équipé d'un altimètre radar de haute précision (SIRAL-2), d'un récepteur de données DORIS, d'un rétroréflecteur laser et de trois suiveurs stellaires. La construction du satellite a été confiée à la société Astrium et le coût total du projet s'élève à 140 millions d'euros.

Cryosat-2 s'inscrit comme la troisième mission d'exploration de la Terre, aux côtés du satellite GOCE lancé en septembre 2008 et du satellite SMOS lancé en novembre 2009. Cette mission scientifique est d'autant plus attendue que son prédécesseur, Cryosat, a été perdu suite à une défaillance du lanceur Soyouz lors du décollage à l'automne 2005.

http://www.cieletespace.fr/evenement/5123_cryosat-2-veillera-sur-la-banquise

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Siral est l’instrument principal de CryoSat-2. Cet altimètre radar interférométrique de nouvelle génération mettra les glaces polaires sous surveillance. Pour mieux comprendre son fonctionnement nous avons interrogé Laurent Rey, responsable du programme Siral chez Thales Alenia Space, qui nous le présente comme « une nouvelle génération d’altimètre ».

La particularité de Siral (SAR Interferometer Radar Altimeter) est sa très haute résolution qui permettra, grâce à ses deux antennes, de balayer le sol sur des tranches de 250 mètres afin de mieux déterminer les transitions entre mer et glace. La compréhension de cette surface et des variations du relief permettra de mesurer le cycle de la glace et ainsi de mieux appréhender l’évolution du climat.

Pour réaliser sa mission, l'instrument émettra un signal radar en direction du sol et captera les ondes réfléchies. Le temps que mettra le signal à réaliser cet aller et retour sera fonction du relief, ce qui permettra d'établir une topographie précise de la zone étudiée. Dérivé de la famille des altimètres océaniques, il intègre « des évolutions considérables qui ont été introduites dans la conception et la technologie de cet altimètre radar d’un nouveau type ». Siral, dont le principe de fonctionnement est très similaire à celui de Poséidon, se différencie cependant par l’adjonction de « deux modes novateurs ».

Le mode SAR « améliore fortement la résolution spatiale le long de la trace » et le mode interférométrique « s’adapte à la mesure de certaines pentes glaciaires », donnant accès à la topographie de part et d’autre de la trace au sol du satellite. Enfin, une nouvelle algorithmie d’acquisition et de tracking du radar lui confère des « performances exceptionnelles sur les reliefs les plus variés ».

Un instrument attendu avec impatience par les scientifiques

Pour bien comprendre le problème posé par la mission, il faut savoir que CryoSat-2 va être « confronté à deux types de glaces polaires », celles qui recouvrent les terres émergées et celles qui flottent sur les océans. Ces deux types de glaces « ont des influences différentes sur notre planète et son climat ». Pour les différencier, « on a donc besoin d’une résolution beaucoup plus forte que celle requise pour la surface des océans qui, topographiquement parlant, est plus monotone et n'évolue guère ».

Les altimètres que l’on réalise aujourd’hui sont très précis, capables de mesure de l’ordre du centimètre depuis des altitudes élevées « mais ne sont pas adaptés à la mission de CryoSat-2 ». Ils sont « utilisés en routine sur une multitude de missions » pour mesurer le niveau de la surface des mers et la hauteur de vague. Dans le cas de Siral, ce que demande les scientifiques, « ce n’est pas d’atteindre des précisions encore plus fortes » mais d’être « plus précis dans la capacité de l’instrument à déterminer avec exactitude la nature des glaces que l’on observe ».

Pour déterminer si c’est de la glace flottante ou de la glace détachée de la banquise, « Siral devra voir le relief en quelque sorte ». Concrètement, au lieu d’avoir une trace au sol de 10 à 15 kilomètres, « l’Esa nous a demandé de la réduire en tranche de 250 mètres ». Une telle échelle de résolution permet de voir tous les 250 m l’état de la transition mer glace.

A l’intérieur de ces bandes, les scientifiques « seront en mesure de déterminer l’épaisseur des glaces de mer flottantes en mesurant le franc-bord des floes », c’est-à-dire la hauteur de la glace émergée au-dessus de la surface de l’eau et « acquérir des mesures précises de l’épaisseur des glaces flottantes » afin de pouvoir détecter des variations annuelles et de surveiller la hauteur de la surface des glaces de façon suffisamment précise pour détecter des changements de faible ampleur.

A la limite des possibilités de la technologie actuelle

Techniquement, le développement de l’instrument « a réclamé une vigilance à toutes les étapes de sa construction car on est vraiment à la limite de la technologie ». Même s’il est conçu à partir de l’acquis des instruments existants cet altimètre fait appel à des techniques radars sophistiquées pour améliorer les capacités de résolution de l’observation. « Sur 22 mois de développement on n’a pas loin de 8 à 10 mois d’intervention sur l’instrument pour le rendre aussi précis que ce qu’exigent les spécifications de l’Esa ».

Parmi les difficultés rencontrées, on peut dire que « l’installation des deux antennes Siral a été particulièrement délicate », une difficulté due à l'orbite elle-même. Avec une inclinaison de 92°, ce qui amène le satellite quasiment jusqu’aux pôles à 2° près, toutes les parties du satellite seront à un moment donné exposées à la puissance totale du rayonnement solaire, alors qu’à d’autres moments, la moitié du satellite restera en permanence à l’ombre pendant des semaines. Il y a un risque non nul de déformation des antennes ! Or, pour la précision des mesures, la moindre déformation peut « induire des erreurs dans la localisation supposée de l’écho et donc dans la mesure de l’élévation de la surface ». L’Esa a exigé que ces déformations ne dépassent pas 30 secondes d’arc. « Nous avons fabriqué une structure mécanique en carbone-carbone qui supporte les antennes et ne bouge pratiquement pas ». Pour s’assurer que sa déformation reste dans les limites fixées par l’Esa, des stars-trackers sont intégrés dessus et un système d’étalonnage devrait pourvoir mesurer cette déformation et corriger en temps réel les mesures de l’instrument.

En attendant un hypothétique Cryosat-3, Siral « prépare Sral, l’instrument radar qui sera embarqué sur Sentinelle-3 ». Bien que la mission de Sral soit différente, il intégrera la plupart des fonctionnalités de Siral et reprendra « toute la haute résolution mise au point pour Siral en ajoutant une bande d’émission » ainsi que des algorithmes de poursuite de terrain plus évolués.

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/oceanographie-1/d/sur-le-satellite-cryosat-2-siral-saura-decrypter-les-glaces-polaires_23266/#xtor=RSS-19