Deux satellites pour voir l’atmosphère en trois dimensions

LE MONDE | 20.04.06 | 15h35 • Mis à jour le 20.04.06 | 15h35

Si tout se passe bien, les satellites Calipso et Cloudsat, destinés à lever les incertitudes sur le rôle respectif des nuages et des aérosols dans le climat, seront lancés le vendredi 21 avril à midi juste (heure de Paris) par une fusée Delta-2, depuis la base de Vandenberg de l’US Air Force en Californie.

Ils fourniront pour la première fois des données sur la structure verticale des nuages ainsi que sur les cirrus, ces nuages de glace de haute altitude très mal connus. Ces mesures devraient permettre d’améliorer différents modèles scientifiques : prévision météorologique, climatologie et évaluation de la pollution atmosphérique.

Calipso (pour Cloud Aerosol Lidar Infrared Pathfinder Satellite Observations), né d’une coopération entre la NASA, le Centre national d’études spatiales (CNES) et l’Institut Pierre-Simon Laplace (CNRS), a coûté 275 millions de dollars, lanceur compris.

Il emporte à son bord un lidar, laser fonctionnant sur le même principe qu’un radar. De conception américaine, cet appareil, qui émet un rayon vert, est complété par une caméra à grand champ mise au point par la NASA et un imageur infrarouge développé par EADS-Sodern sous maîtrise d’oeuvre du CNES.

Doté d’un budget de 175 millions de dollars, Cloudsat, fruit d’une union entre la NASA et l’Agence spatiale canadienne, est, quant à lui, équipé du premier radar à nuages jamais envoyé dans l’espace.

Lidar et radar fonctionnent sur le même principe. Ils émettent des impulsions – lumineuses pour Calipso et micro-ondes pour Cloudsat – vers la surface de la Terre, qui sont ensuite réfléchies par les couches de l’atmosphère.

Au cours des trente à quarante-cinq jours qui suivront le lancement, des manoeuvres très précises permettront d’insérer Calipso et Cloudsat dans le “train spatial” A-Train, qui comporte déjà trois autres engins.

Aqua, lancé par la NASA en 2002, étudie le cycle de l’eau ; Parasol, mis sur orbite par le CNES en 2004, étudie les nuages et les aérosols ; enfin, Aura, lancé en 2004 par la NASA, étudie la chimie de l’atmosphère.

En 2008, le A-Train devrait s’enrichir d’un sixième et dernier satellite, Oco, développé par la NASA et destiné à étudier la concentration en dioxyde de carbone de l’atmosphère.

La constellation A-Train – un terme inspiré par un morceau de jazz, Take The A-Train, rendu célèbre par l’orchestre de Duke Ellington – est installée sur une orbite polaire héliosynchrone à 705 km de la Terre. De ce fait, le train spatial passe tous les jours au-dessus de l’Equateur à 13 h 30 locales, et au milieu de la nuit, autour de 1 h 30. Environ huit minutes s’écoulent entre le moment où le premier engin (Aqua) de l’A-Train, et le dernier (Aura) passent au-dessus d’un point donné de la Terre.

La file de satellites s’étend sur 3 000 km, chacun de ses “wagons” voguant à la vitesse moyenne de 7 km/s. Une fois en orbite, Cloudsat volera à une distance de 87 km de Calipso, ce qui correspond à un écart moyen de 12,5 s entre leurs mesures lidar et radar.

Calipso et Cloudsat fourniront des informations précieuses sur les nuages et les aérosols, qui ont une influence importante sur le bilan radiatif de la Terre. Les nuages jouent un “double jeu” atmosphérique complexe. Par un effet parasol, ils refroidissent la planète en renvoyant vers l’espace une grande partie des rayons du Soleil. Mais ils contribuent aussi à l’effet de serre, car ils retiennent une partie du rayonnement solaire réfléchi par le sol, en agissant comme une sorte de couvercle.

Les aérosols, quant à eux, ont aussi une double fonction. En absorbant une partie de la lumière solaire, ils tendent à refroidir la surface terrestre. Et ils sont indispensables à la formation des nuages, car ils servent de noyaux de condensation. Chaque année, 3 milliards de tonnes de mini-particules sont envoyés dans les airs, soit par des phénomènes naturels, soit par l’activité humaine.

Au total, les quinze instruments des satellites de l’A-Train généreront des mesures coordonnées et simultanées, offrant la première vision en trois dimensions de l’atmosphère terrestre. Côté français, elles seront transmises à Lille, au centre de traitement des données Icare, dédié à l’étude des interactions des nuages, des aérosols, du rayonnement solaire et du cycle de l’eau.

Christiane Galus
Article paru dans l’édition du 21.04.06

Advertisements
This entry was posted in space. Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s