Envisat achève sa dix millième orbite autour de la Terre
Le satellite environnemental Envisat atteint avec succès une orbite à 800 kilomètres (500 miles) au-dessus de la Terre lors de son 11e lancement, transportant la charge utile la plus lourde à ce jour à 8500 kilogrammes (9,5 tonnes).
Présentation d’Envisat – Contexte de la mission
Envisat (« Environmental Satellite ») est un grand satellite d’observation de la Terre inactif qui est toujours en orbite. Exploité par l’Agence spatiale européenne (ESA), il s’agissait du plus grand satellite civil d’observation de la Terre au monde. Il a été lancé le 1er mars 2002 à bord d’une Ariane 5 depuis le Centre Spatial Guyanais de Kourou, en Guyane française, sur une orbite polaire héliosynchrone à une altitude de 790 km (490 mi) (± 10 km ou 6,2 mi). Il orbite autour de la Terre en environ 101 minutes, avec un cycle de répétition de 35 jours. Après avoir perdu le contact avec le satellite le 8 avril 2012, l’ESA a officiellement annoncé la fin de la mission d’Envisat le 9 mai 2012. Envisat a coûté 2,3 milliards d’euros (dont 300 millions d’euros pour 5 ans d’exploitation) à développer et à lancer. La mission doit être remplacée par la série de satellites Sentinel. Le premier d’entre eux, Sentinelle 1.
En mars 2002, l’Agence spatiale européenne a lancé Envisat, un satellite avancé d’observation de la Terre en orbite polaire qui a fourni des mesures de l’atmosphère, de l’océan, de la terre et de la glace.
La plateforme polaire (PPF) et les programmes Envisat ont émergé de deux racines fondamentales :
- Le développement d’une plate-forme polaire multi-missions pour les futures missions d’observation de la Terre, initialement lancée comme un élément du programme de la station spatiale Columbus
- La mission d’observation de la Terre en orbite polaire (POEM-1), initialement conçue comme une mission combinée avec des instruments pour l’application scientifique, la recherche et la météorologie opérationnelle. Cette mission, basée sur la plateforme polaire, a succédé à ERS.
Les activités de développement du PPF ont débuté en 1990, suite à la sélection de la Plateforme Polaire comme dérivé de SPOT 4, par le conseil de l’ESA. Une proposition industrielle a été soumise et évaluée à la fin de 1990 et mise en œuvre à partir du début de 1991. Depuis lors, les événements programmatiques externes majeurs suivants ont eu lieu :
- Suppression des besoins relatifs à plusieurs missions et des activités connexes pour des raisons d’économies
- Scission de la première mission POEM-1 en Envisat (la mission environnementale) et Metop-1 (la mission météorologique) à la mi-1993
- Plusieurs itérations sur les actions d’économies de coûts/de réduction de la portée exécutées à la mi-1993, au début de 1994 et à la fin de 1995 pour réduire les coûts globaux du programme dans l’industrie et l’ESA
Les négociations finales avec l’industrie ont été achevées à la mi-1995 et le contrat PPF phase C / D pour le développement et l’intégration de la plate-forme polaire avec les instruments Envisat a été signé en juillet 1995.
La mission et le développement des instruments de charge utile pour Envisat ont commencé après la scission de POEM-1 en Envisat et MetOp-1 lors de la réunion du conseil ministériel de l’ESA en décembre 1993.
Le satellite de huit tonnes a effectué plus de 50 000 orbites autour de la Terre en 10 ans, soit le double de sa durée de vie prévue. La mission a fourni des milliers d’images et une multitude de données utilisées pour étudier le fonctionnement du système terrestre, y compris des informations sur les facteurs contribuant au changement climatique.
Conception de satellites
La charge utile consistait en un ensemble d’instruments de mesure de l’atmosphère et d’instruments de mesure de la surface à travers l’atmosphère. Cet ensemble d’instruments fonctionnait sur une large gamme du spectre électromagnétique, allant des ondes centimétriques à l’ultraviolet.
Il y a deux instruments radar, trois spectromètres de types et de caractéristiques de mesure différents, deux radiomètres différents (large et bande étroite), le premier interféromètre spatial à haute résolution pour l’observation à long terme et deux instruments pour les mesures de distance :
- Interféromètre de Michelson pour le sondage atmosphérique passif (MIPAS)
- Surveillance globale de l’ozone par occultation d’étoiles (GOMOS)
- Spectromètre d’absorption imageur à balayage pour la cartographie atmosphérique (SCIAMACHY)
- Spectromètre imageur à moyenne résolution (MERIS)
- Radiomètre avancé à balayage longitudinal (AATSR)
- Radar à synthèse d’ouverture avancé (ASAR)
- Altimètre radar 2 (RA-2)
- Radiomètre hyperfréquence (MWR)
- Orbitographie Doppler et radiopositionnement intégrés par satellite (DORIS)
- Laser Retro-Reflector (LRR)
La Plateforme Polaire (PPF) représentait, avec sa charge utile, le plus gros satellite européen entrepris à ce jour. Il a été conçu comme une plate-forme multimission pouvant accueillir un certain nombre de missions différentes. La plate-forme polaire était composée de deux modules principaux :
- Le module de service (SM), dont la conception est largement dérivée de SPOT 4, assure les principales fonctions de support du satellite, telles que le commandement et le contrôle, les communications avec le sol, la puissance, le contrôle d’attitude et d’orbite, et la propulsion. Il s’est également interfacé avec le lanceur Ariane 5.
- Le module de charge utile (PLM), sur lequel étaient logés les instruments Envisat et les équipements de support de charge utile PPF (gestion des données et communications, distribution électrique).
Cette division a fourni la base d’une séparation physique et fonctionnelle pratique entre les sous-systèmes et équipements SM qui étaient nécessaires pour chaque mission, et ceux du PLM qui étaient spécifiques à la mission et donc dédiés uniquement aux besoins du complément de charge utile particulier en cours de vol. En outre, le découplage de l’interface au niveau du module a facilité le développement et l’intégration parallèles des modules de service et de charge utile, et a permis un programme d’intégration de satellite efficace dans le calendrier où seul le minimum d’activités au niveau du système était nécessaire pour la vérification finale. Un programme de modèle structurel a été réalisé avec des modules couplés et des modèles d’instruments représentatifs également inclus.
1er mars 2002 : Lancement du plus grand satellite d’observation de la Terre de l’ESA
Mission
Envisat a été lancé en tant que satellite d’observation de la Terre. Son objectif était d’assurer la continuité des missions satellitaires européennes de télédétection, en fournissant des paramètres d’observation supplémentaires pour améliorer les études environnementales. Dans le cadre des objectifs mondiaux et régionaux de la mission, de nombreuses disciplines scientifiques utilisent actuellement les données acquises par les différents capteurs du satellite pour étudier des éléments tels que la chimie atmosphérique, l’appauvrissement de la couche d’ozone, l’océanographie biologique, la température et la couleur des océans, les vagues de vent, hydrologie (humidité, inondations), agriculture et arboriculture, risques naturels, modélisation numérique de l’élévation (par interférométrie), suivi du trafic maritime, modélisation de la dispersion atmosphérique (pollution), cartographie et étude de la neige et de la glace.
Spécifications
Dimensions 26 m (85 pi) × 10 m (33 pi) × 5 m (16 pi)
- Masse : 8211 kg (18102 lb), dont 319 kg (703 lb) de carburant et une charge utile d’instruments de 2118 kg (4669 lb).
- Pouvoir :Panneau solaire avec une charge totale de 3560 W.
Instruments
Envisat possède une gamme de neuf instruments d’observation de la Terre qui ont recueilli des informations sur la Terre (terre, eau, glace et atmosphère) en utilisant une variété de principes de mesure. Un dixième instrument, DORIS, assurait le guidage et le contrôle. Plusieurs des instruments étaient des versions avancées d’instruments qui ont volé sur les premières missions ERS 1 et ERS 2 et d’autres satellites. 
(2). AATSR : L’AATSR (Advanced Along Track Scanning Radiometer) permet de mesurer la température de surface de la mer dans les spectres visible et infrarouge. Grâce à son objectif grand angle, il est possible d’effectuer des mesures très précises des effets atmosphériques sur la propagation des émissions de la surface de la Terre. AATSR est le successeur d’ATSR1 et ATSR2, charges utiles d’ERS 1 et ERS 2. AATSR peut mesurer la température de surface de la Terre avec une précision de 0,3 K (0,54 ° F), pour la recherche climatique. Parmi les objectifs secondaires de l’AATSR figure l’observation de paramètres environnementaux tels que la teneur en eau, la biomasse, la santé et la croissance végétales.
(3). MIPA : MIPAS (Michelson Interferometer for Passive Atmospheric Sounding) est un spectromètre infrarouge à transformation de Fourier qui fournit des profils de pression et de température, ainsi que des profils de gaz traces dioxyde d’azote ( NO 2 ), protoxyde d’azote ( N 2 O ), méthane ( CH 4 ), acide nitrique ( HNO 3 ), l’ozone ( O 3 ) et l’eau ( H 2 O) dans la stratosphère. L’instrument fonctionne avec une résolution spectrale élevée dans une bande spectrale étendue, ce qui permet une couverture sur toute la Terre en toutes saisons et avec une qualité égale de jour comme de nuit. MIPAS a une résolution verticale de 3 à 5 km (2 à 3 mi) selon l’altitude (la plus grande au niveau de la stratosphère supérieure).
(5). SCIAMACHY : SCIAMACHY (SCanning Imaging Absorption spectroMeter for Atmospheric CHartographY) compare la lumière provenant du soleil à la lumière réfléchie par la Terre, ce qui fournit des informations sur l’atmosphère traversée par la lumière réfléchie par la Terre. SCIAMACHY est un spectromètre d’image dont l’objectif principal est de cartographier la concentration de gaz traces et d’aérosols dans la troposphère et la stratosphère. Les rayons solaires réfléchis transmis, rétrodiffusés et réfléchis par l’atmosphère sont captés à une résolution spectrale élevée (0,2 à 0,5 nm) pour des longueurs d’onde comprises entre 240 et 1 700 nm, et dans certains spectres entre 2 000 et 2 400 nm. Sa résolution spectrale élevée sur une large gamme de longueurs d’onde permet de détecter de nombreux gaz traces même à des concentrations infimes. Les longueurs d’onde captées permettent également une détection efficace des aérosols et des nuages. SCIAMACHY utilise 3 modes de ciblage différents : vers le nadir (contre le soleil), vers le limbe (à travers la couronne atmosphérique) et pendant les éclipses solaires ou lunaires. SCIAMACHY a été construit par les Pays-Bas et l’Allemagne à TNO/TPD,
(6). RA-2 : RA-2 (Radar Altimeter 2) est un radar de pointage Nadir à double fréquence fonctionnant dans le K u et les bandes S, il est utilisé pour définir la topographie de l’océan, cartographier/surveiller la glace de mer et mesurer les hauteurs des terres. Les mesures du niveau moyen de la mer d’Envisat sont représentées graphiquement en continu sur le site web du Centre National d’Etudes Spatiales , sur la page Aviso .
(7). ASAR : ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar ) fonctionne dans la bande C dans une grande variété de modes. Il peut détecter les changements de hauteur de surface avec une précision inférieure au millimètre. Il a servi de lien de données pour ERS 1 et ERS 2, fournissant de nombreuses fonctions telles que l’observation de différentes polarités de lumière ou combinant différentes polarités, angles d’incidence et résolutions spatiales. Ces différents types de données brutes peuvent recevoir plusieurs niveaux de traitement (suffixés à l’identifiant du mode d’acquisition : IMP, APS, etc.) :
- RAW (données brutes, ou « Niveau 0 »), qui contient toutes les informations nécessaires pour créer des images.
- S (données complexes, « Single Look Complex »), images sous forme numérique complexe, les parties réelles et imaginaires de la sortie de l’algorithme de compression
- P (image de précision), image amplifiée avec une largeur de pixel constante (12,5 m pour IMP)
- M (image moyenne précision), image de radiométrie amplifiée avec une résolution supérieure à P
- G (image géocodée), image amplifiée à laquelle des transformations géographiques simples ont été appliquées pour montrer le relief.
La saisie des données en mode WV est inhabituelle en ce sens qu’elles constituent une série de 5 km × 5 km espacés de 100 km.
(9). GOMOS : GOMOS (Global Ozone Monitoring by Occultation of Stars) observe les étoiles lorsqu’elles descendent dans l’atmosphère terrestre et changent de couleur, permettant la mesure de gaz tels que l’ozone ( O 3 ), y compris leur distribution verticale. GOMOS utilise le principe d’occultation. Ses capteurs détectent la lumière d’une étoile traversant l’atmosphère terrestre et mesurent l’appauvrissement de cette lumière par les traces de gaz dioxyde d’azote ( NO 2 ), trioxyde d’azote ( NO 3 ), OClO ), ozone ( O 3 ) et aérosols présents entre environ 20 à 80 km (12 à 50 mi) d’altitude. Il a une résolution de 3 km (1,9 mi).
Perte de contact
L’ESA a annoncé le 12 avril 2012 avoir perdu le contact avec Envisat le dimanche 8 avril 2012, après 10 ans de service, dépassant de 5 ans la durée de vie initialement prévue. Le vaisseau spatial était toujours sur une orbite stable, mais les tentatives pour le contacter ont échoué. Le radar au sol et la sonde terrestre française Pléiades ont été utilisés pour imager l’Envisat silencieux et rechercher les dommages. L’ESA a officiellement annoncé la fin de la mission d’Envisat le 9 mai 2012. Envisat a été lancé en 2002 et il a fonctionné cinq ans au-delà de la durée de vie prévue de sa mission, fournissant plus d’un pétaoctet de données. L’ESA s’attendait à éteindre le vaisseau spatial en 2014.
(1). Sécurité spatiale
Populations de débris spatiaux vues depuis l’extérieur de l’orbite géosynchrone (GEO). Notez les deux principaux champs de débris, l’anneau d’objets en GEO et le nuage d’objets en orbite terrestre basse (LEO). Compte tenu de l’orbite d’Envisat et de son rapport surface/masse, il faudra environ 150 ans pour que le satellite soit progressivement entraîné dans l’atmosphère terrestre. Envisat est actuellement en orbite dans un environnement où l’on peut s’attendre à ce que deux objets catalogués passent à moins de 200 m (660 pieds) de celui-ci chaque année, ce qui déclencherait probablement la nécessité d’une manœuvre pour éviter une éventuelle collision. Une collision entre un satellite de la taille d’Envisat et un objet aussi petit que 10 kg pourrait produire un très grand nuage de débris, initiant une réaction en chaîne auto-entretenue de collisions et de fragmentation avec production de nouveaux débris, un phénomène connu comme le syndrome de Kessler.
Envisat est candidat à une mission de retrait de son orbite, baptisée e.Deorbit. Le vaisseau spatial envoyé pour faire tomber Envisat devrait lui-même avoir une masse d’environ 1,6 tonne.
Envisat achève sa dix millième orbite autour de la Terre
Vers 19 heures CET le 28 janvier 2004, le vaisseau spatial Envisat de l’ESA a achevé sa dix millième orbite autour de la Terre – parcourant une distance de 450 millions de kilomètres depuis son lancement, ce qui équivaut à un voyage sur Mars.Envisat tourne autour de notre planète toutes les cent minutes, se déplaçant à une vitesse de plus de sept kilomètres par seconde.Ce vaisseau spatial de la taille d’un camion est le satellite environnemental le plus complexe jamais lancé, avec dix instruments différents montés sur sa coque pour étudier les terres, les océans et l’atmosphère de la Terre.
Ces instruments ont été développés et construits par des scientifiques et des équipes industrielles de toute l’Europe. Ils comprennent le radar avancé à synthèse d’ouverture (ASAR) qui voit à travers les nuages et l’obscurité pour renvoyer en continu des images radar et le spectromètre imageur à résolution moyenne (MERIS) qui image la couleur de l’océan et la couverture terrestre. Le radiomètre avancé à balayage longitudinal (AATSR) d’Envisat enregistre la température globale du sol et de la surface de la mer, tandis que le radar altimètre-2 (RA-2) mesure la hauteur de la surface avec une précision de quelques centimètres. Un trio d’instruments atmosphériques cartographie les gaz traces et les polluants.
Envisat-1 – Objectifs des missions :
Le satellite environnemental (Envisat)-1 est le successeur des satellites de télédétection ERS-1 et ERS-2 de l’Agence spatiale européenne (ESA) . Le satellite assurera la continuité de la plupart des mesures ERS-1 et -2 et ajoutera de nouvelles capacités importantes. Le satellite a été lancé au début de 2002 et avec une durée de vie opérationnelle de 5 ans, la mission soutiendra la fourniture d’ensembles de données à long terme qui sont essentiels à la fois pour l’application opérationnelle des systèmes de télédétection spatiaux et pour la recherche climatologique et environnementale.
Les objectifs de la mission Envisat-1 visent à soutenir la surveillance et l’étude de l’environnement terrestre et des changements climatiques ; la gestion et la surveillance des ressources de la Terre, tant renouvelables que non renouvelables ; et le développement d’une meilleure compréhension de la structure et de la dynamique de la croûte et de l’intérieur de la Terre. Pour plus d’informations sur les objectifs de la mission d’Envisat, lisez le formulaire de demande d’assistance à la mission d’Envisat .
Pour répondre aux exigences de la mission, un ensemble cohérent et multidisciplinaire de capteurs a été sélectionné. Chaque instrument, avec ses capacités de mesure distinctes, contribue à la mission. Les instruments ont été sélectionnés pour soutenir la synergie entre leurs mesures et entre les disciplines scientifiques, faisant ainsi en sorte que la charge utile totale complète plus que la simple somme des instruments. Les instruments sont :
- Interféromètre de Michelson pour le sondage atmosphérique passif (MIPAS)
- Surveillance globale de l’ozone par occultation d’étoiles (GOMOS)
- Spectromètre d’absorption d’imagerie SCanning pour la cartographie atmosphérique (SCIAMACHY)
- Spectromètre imageur à moyenne résolution (MERIS)
- Radiomètre avancé à balayage longitudinal (AATSR)
- Radar à synthèse d’ouverture avancé (ASAR)
- Altimètre radar 2 (RA-2)
- Radiomètre à micro-ondes (MWV)
- Orbitographie Doppler et radiopositionnement intégrés par satellite (DORIS)
- Réseau de rétroréflecteurs (RRA)
1er mars 2002 : Lancement du plus grand satellite d’observation de la Terre de l’ESA
– Debout à 10 mètres et pesant 8 200 kilogrammes au lancement, l’Agence spatiale européenne (ESA) affirme que son satellite Envisat est de loin le plus grand vaisseau spatial européen d’observation de la Terre jamais construit. Et ce sera le dernier des géants observateurs de la Terre de l’ESA . Une fusée Ariane 5 a lancé Envisat le 1er mars 2002, depuis Kourou , en Guyane française, en orbite polaire héliosynchrone à une altitude de 800 kilomètres. Envisat , qui signifie satellite environnemental, a été conçu pour réussir. les satellites ERS-1 et ERS-2 de l’agence spatiale. Mais avec la durée de vie opérationnelle prolongée d’ERS-2, Envisat travaille parfois de concert avec ERS-2.
Envisat
agit comme un observatoire des sciences de la Terre, surveillant la terre, l’atmosphère, les océans et les calottes glaciaires, et suit les changements environnementaux et climatiques. « Ce satellite a été conçu alors que nous avions toutes sortes de programmes programmés pour le service en orbite dans le cadre de la station spatiale internationale », a déclaré un responsable de l’ESA.a déclaré dans un article de Space News de février 1996. Bien que conçu dans les années 1980, le développement d’ Envisat a commencé en 1990, selon le site Web de l’ESA. Le satellite a été conçu par l’ESA Noordwijk , basé aux Pays-Bas , Estec , le centre scientifique et technique de l’agence.
Matra Marconi Space, la société franco-britannique qui fusionné avec le secteur spatial de Daimler Chrysler Aerospace pour former Astrium en mai 2000, était le maître d’œuvre du projet. En plus de ses fonctions actuelles de surveillance du climat, le satellite a également été conçu pour effectuer des opérations météorologiques. Envisat s’appelait à l’origine Polar Observation Earth Mission, ou POEM-1, mais la mission météorologique a été transférée vers le satellite Metop-1 à la mi-1993, selon le site Web de l’ESA.
Pourtant, avec 10 instruments optiques et radar, Envisat était une grande plate-forme à une époque où l’industrie tendait vers des engins spatiaux plus petits et plus spécialisés – gagnant le satellite a fait l’objet de nombreuses critiques au cours de son développement.
« Maintenant, tout a été réduit et transformé, sauf Envisat « , a déclaré le responsable de l’ESA dans Février 1996. « Envisat , c’est ce que vous obtenez lorsque vous dites « oui » aux expérimentateurs et aux fournisseurs d’équipements partout », a déclaré un responsable de l’agence spatiale française CNES, qui n’a pas voulu être identifié, dans un article d’octobre 1995 Space News.Aujourd’hui, Envisat envoie des données scientifiques via le satellite relais Artemis de l’ESA à un débit de plus de 280 gigaoctets par jour, selon le site Web de l’ESA . Le système de relais permet aux instruments d’Envisat de collecter en continu des données scientifiques.
Les données collectées par Envisat ont été utilisées pour mieux modéliser le changement climatique. « La température mondiale de la mer a changé au fil des ans. En fait, cela a changé depuis le début des relevés, mais il est maintenant prouvé qu’il existe une tendance à la hausse distinctive de la température mondiale de la mer, et nous pouvons maintenant le voir à partir des mesures effectuées par Envisat », a déclaré David Llewellyn- Jones , professeur au Earth Observation Science Group de l’Université de Leicester en Grande-Bretagne, a déclaré dans un article de février 2006 sur le site Web Physorg.com.
Le satellite a également aidé à déterminer que les glaciers du Groenland fondent deux fois plus vite qu’on ne le pensait auparavant, selon l’article de Physorg.com.
Les instruments Envisat
ont été utilisés dans environ 1 400 projets scientifiques différents, selon une présentation fin novembre lors de l’atelier Fringe 2007 à Frascati , en Italie. Prévu pour prendre sa retraite en 2010, Envisat n’obtiendra pas de remplacement un pour un. L’ESA a pris la décision de réduire ses satellites d’observation de la Terre. Sentinel-1, un poids de 2 280 kilogrammes satellite d’observation radar, dont le lancement est prévu en 2011, n’assurera qu’une partie des fonctions d’Envisat .
https://ilrs.gsfc.nasa.gov/missions/satellite_missions/past_missions/env1_general.html
https://spacenews.com/march-1-2002-esas-largest-earth-observation-satellite-launched/
https://earth.esa.int/eogateway/missions/envisat/description