Le satellite Terra
Dans l'article de la Lettre de MEDIAS n° 11 consacré au satellite LANDSAT-7, nous faisions allusion au lancement imminent du satellite TERRA. En fait, celui-ci a été lancé avec succès le 18 décembre 1999, date à laquelle notre lettre était envoyée à l'imprimeur.
Le satellite TERRA était préalablement connu sous le nom de EOS AM-1. C'est en effet le premier satellite du programme EOS placé sur une orbite héliosynchrone du matin, puisqu'il passe à l'équateur à 10h 30 en heure locale (nœud descendant), à 705 km d'altitude. Le Système d'Observation de la Terre EOS (Earth Observation System) est la pièce maîtresse du programme de sciences de la Terre de la NASA, et sa contribution au programme de recherche des USA sur le changement global, plan consensuel inter-agences. Ce programme est la contribution nationale aux efforts internationaux pour progresser dans notre connaissance des éléments naturels et anthropiques du changement global et comprendre la Terre comme un système, ce qui comprend notamment la mise sur pied d'une stratégie intégrée d'observation globale (IGOS). EOS est un ensemble de systèmes spatiaux et d'études scientifiques interdisciplinaires destiné à faire progresser notre compréhension du changement global, incluant le système sol EOSDIS. Celui-ci comprend l'ensemble des moyens permettant d'archiver, traiter et distribuer les données scientifiques de tous les satellites EOS.
Le satellite TERRA, le fleuron du programme EOS fournit notamment des mesures essentielles concernant les propriétés physiques et radiatives des nuages, les échanges d'énergie, de carbone, et d'eau air/terre et air/mer, les gaz en traces et les volcans, grâce aux observations fournies par les cinq instruments suivants.
ASTER ("Advanced Spaceborne Thermal Emission and reflection Radiometer") est un radiomètre imageur. Il permettra d'obtenir des images de la terre à haute résolution dans les domaines du rayonnement visible, proche et moyen infrarouge, et infrarouge thermique. Il résulte d'une coopération entre la NASA et le MITI (Japan's Ministry of Trade and Industry), et il est géré par le JAROS
(Japan Resources Observation System Organization). Il comporte trois sous-systèmes distincts : VNIR (deux télescopes pointables latéralement, observant en arrière et au nadir, dans trois bandes à 15 mètres de résolution sur 60 km de champ), SWIR (30 mètres de résolution, 60 km de champ, six bandes dans le moyen infrarouge), TIR (90 mètres de résolution, 60 km de champ, 5 canaux dans l'infrarouge thermique). Le fonctionnement de ASTER n'est pas permanent (8 minutes par orbite en moyenne).
CERES comprend deux radiomètres de haute précision, à balayage et à large bande, mesurant le bilan radiatif terrestre et fournissant des estimations sur certaines propriétés des nuages. Chacun comprend trois canaux (courtes longues d'onde, grandes longueurs d'onde, spectre total). TERRA comprend deux instruments identiques, l'un à balayage perpendiculaire à la trace, l'autre à balayage biaxe. Le premier assure principalement la continuité de ERBE (Earth Radiation Budget Experiment) et de TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission), cependant que l'autre fournira de nouvelles informations directionnelles permettant d'améliorer la précision des modèles de bilan radiatif terrestre. CERES est fourni par la NASA, construit par TRW et géré par le Langley Research Center.
MISR (Multi-angle Imaging Spectro-Radiometer) permet d'observer la quantité de lumière solaire diffusée dans diverses directions. Il est constitué de neuf caméras, l'une pointée vers le nadir, les autres fournissant des angles d'observation avant et arrière de 26.1°, 45.6°, 60.0°, et 70.5° au sol. L'échantillonnage spatial est de 275 m ; en sept minutes, un champ de vue de 360 km au sol est observé sous les neuf angles. La couverture globale est acquise en environ neuf jours à l'équateur. Ces données seront utilisées pour étudier l'influence des propriétés aérosols, des nuages sur le bilan radiatif réfléchi de la Terre et le climat. MISR est construit pour la NASA par le Jet Propulsion Laboratory (JPL). Le lecteur notera la complémentarité de MISR et du système POLDER, décrit ci-dessus.
MODIS ("MODerate resolution Imaging Spectroradiometer") observe la surface terrestre tous les 1 à 2 jours, dans 36 bandes spectrales co-registrées et étalonnées avec précision dans le domaine spectral 0,4 - 14,4 µm, fournissant des informations sur la température de surface des terres et des océans, la productivité primaire, la couverture des terres, les nuages, les aérosols, la vapeur d'eau, les profils de température, et les feux. La résolution est de 250 mètres à 1 km au nadir, le champ de vue de 2 330 km. L'instrument est fourni par la NASA, construit par Hugues Corporation et géré par le Goddard Space Flight Center (GSFC).
MOPITT ("Measurements of Pollution in the Troposphere") est conçu pour améliorer notre connaissance de la basse atmosphère et observer ses interactions avec la biosphère terrestre et marine, en se focalisant sur la distribution, le transport, les sources et puits de CO et CH4 dans la troposphère. L'instrument est un radiomètre à balayage, de 22 km de résolution au nadir et 640 km de fauchée, qui mesure le rayonnement infrarouge émis et diffusé dans trois bandes d'absorption de CO et CH4 (2,3, 2,4 and 4,7 µm). La précision attendue pour CO est de 10% pour une résolution verticale de 3 km, et de mieux que 1% pour la colonne totale de CH4. MOPITT est géré par l'Agence Spatiale Canadienne (sigle anglo-saxon : CSA) et construit par la société COM DEV.
Construire et mettre en orbite un satellite scientifique sophistiqué est certes un grand succès. Celui-ci n'est cependant guère utile dans le contexte d'une coopération internationale pour l'étude du changement global si les données ne sont pas soigneusement validées et mises à la disposition de la communauté scientifique grâce aux moyens les plus modernes. Une stratégie d'étalonnage et de validation très complète des instruments de TERRA - et du système EOS dans son ensemble - a été établie et décidée. Une fois celle-ci accomplie, il convient de distribuer données et produits validés. Comme indiqué plus haut, tel est le rôle du système EOSDIS. Les données transitent par le "Tracking and Data Relay Satellite System" (TDRSS) vers des terminaux au sol, à White Sands (Nouveau Mexique). Elles sont ensuite transmises au GSFC où elles subissent un prétraitement de niveau 0. Ces données sont ensuite transmises à des centres de distribués d'archive actives (DAAC) pour traitement ultérieur (les données d'ASTER sont envoyées au segment sol ASTER (GDS) à Tokyo ; les données de niveau 1 sont transmises à l'EROS Data Center - EDC). Huit DAAC ont la responsabilité de traiter, archiver et distribuer les données EOS et celles qui s'y rapportent, sur une large gamme uniformisée de supports.
Sans aucun doute, les données et produits issus du système EOS et de TERRA seront des outils fort utiles et puissants pour les travaux de recherche sur le changement global des scientifiques du réseau MEDIAS.
"Le Japon contribue au système