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Le 17 mars, après quelques reports, le satellite d’étude de la gravité et de la circulation océanique en régime stable (GOCE) de l’Agence spatiale européenne (ESA) a été injecté sur une orbite terrestre basse. Quelques jours plus tard, ses systèmes de controles étaient déclarés opérationnels. Réglages et étalonnages vont pouvoir débuter !

Mieux comprendre le changement climatique

GOCE est le premier représentant d’une nouvelle famille de satellites de l’ESA. Ils scruteront notre planète et son environnement pour mieux comprendre le fonctionnement du système Terre face au changement climatique global.
GOCE mesurera en particulier les infimes variations du champ de gravité terrestre sur l’ensemble de la planète. Parmi les autres missions en cours de développement : ADM-Aeolus, qui étudiera la dynamique atmosphérique (2011), et EarthCARE, destinée à explorer le bilan radiatif terrestre (2013).

Champ de gravité terrestre : une carte précise

Pendant vingt-quatre mois, GOCE collectera des données 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,
- de définir le géoïde (la forme théorique de la Terre si elle était recouverte d’océans au repos).

Affiner la connaissance du géoïde est essentiel. Le géoïde ainsi défini servira de modèle de référence pour mesurer et modéliser l’évolution du niveau des mers, la circulation océanique et la dynamique des calottes polaires.

Mesurer les écarts de gravité

Le principal instrument de la mission est un gradiomètre électrostatique de pesanteur (EGG) de haute technologie, comprenant six accéléromètres ultra sensibles. La mission ne mesurera pas la gravité elle-même, mais les infimes écarts de gravité relevés entre les accéléromètres.

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).

Un satellite aérodynamique

GOCE a été conçu pour offrir au gradiomètre un environnement stable malgré une orbite à basse altitude, où le satellite subit des frottements significatifs dus aux couches supérieures de l’atmosphère.

Voilà pourquoi ce satellite aérodynamique de 5 mètres de long a la forme d’une flèche élancée. GOCE est également doté de deux propulseurs ioniques de faible puissance au xénon - un principal et un de secours - capables de délivrer une poussée équivalente à celle... d’une expiration. Ces propulseurs serviront à compenser la traînée atmosphérique.

Sciences de la Terre : des retombées multiples

La précision de la carte du champ de gravité terrestre dressée par GOCE profitera à toutes les 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. Un meilleur suivi de l’évolution du niveau des mers sera possible et jettera un nouvel éclairage sur les données 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 d’incertitudes concernant les flux de masse et de 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 précise du géoïde aidera en outre à mieux définir les orbites des satellites chargés du suivi des inlandsis et à obtenir des mesures plus exactes.

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 de la croûte terrestre 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 des mers et continents, qui faciliteront la compréhension des mécanismes à l’origine de catastrophes naturelles

Source : Agence spatiale européenne

Pour en savoir plus :

La mission GOCE sur le site du Centre national d’études spatiales

Le satellite a été développé par une équipe industrielle sous la maîtrise d’œuvre de Thales Alenia Space, à Turin (Italie). EADS Astrium 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 par l’ONERA. Au total, ce ne sont pas moins de quarante-cinq entreprises européennes qui ont contribué à la fabrication du satellite.