Fin de la mission européenne Aeolus après une rentrée contrôlée

Article initialement publié le 31/07/2023 et mis à jour le 13/08/2023

Le 30 avril, l’Agence Spatiale Européenne a mis fin à la mission opérationnelle d’Aeolus, un satellite qui a étudié les vents sur l’ensemble du globe terrestre. La mission a été un succès, fournissant plus de données sur le vent que tous les systèmes de mesure au sol existants [lire l’article précédent sur la mission] .

L’ESA a décidé de faire une rentrée atmosphérique contrôlée du satellite Aeolus qui a dépassé sa durée de vie prévue en orbite et est à court de carburants. Une première pour l’équipe de contrôle de la mission mais probablement pas la dernière alors que l’ESA s’engage en faveur de la sécurité et de la durabilité à long terme des activités spatiales. D’ici 2030, toutes les missions de l’ESA seront « neutres en débris » pour laisser l’orbite basse viable sur le long terme alors que la population d’objets inertes et en opérations ne cesse de croître [je ferai un article dédié sans doute sur le blog d’ici quelques temps].

Voici un résumé des dernières heures du satellite.

L’équipe de contrôle de la mission située à l’ESOC, European Space Operations Center (ESOC), à Darmstadt en Allemagne a évalué la quantité de carburants nécessaire pour des manœuvres ultimes pour que la désintégration du satellite Aeolus s’effectue au-dessus de zones le moins habitées possibles et de façon contrôlée. A court de carburant, Aeolus aurait fini par rejoindre les couches denses de l’atmosphère mais cela aurait duré plusieurs années voire décennies.

L’orbite opérationnelle d’Aeolus était à 320 km d’altitude. Sans correction de trajectoire, ou manœuvres de routine, comme cela est fait régulièrement, l’orbite du satellite est descendue naturellement vers 280 km d’altitude à cause du vent solaire et de l’attraction terrestre depuis le 19 juin.

Le 24 juillet, la première manœuvre a été effectuée pour ramener le satellite plus rapidement vers la Terre. Le système de propulsion a été allumé pendant 37 minutes et 24 secondes, soit près de 3 fois les différentes routines pendant 5 ans de la mission, et environ 6 kg de carburant ont été consommés. L’objectif était de vérifier le comportement du satellite lors de l’exécution d’une grande manœuvre à de si basses altitudes.

Lors des manœuvres, Aeolus est tourné à plusieurs reprises, ou « couché » à 180° afin de passer de l’orientation de routine dans laquelle l’antenne de communication du satellite pointe vers la Terre et l’antenne GPS peut fonctionner pour suivre la mission et donc connaître précisément sa position, vers une position « à l’envers » pour que les moteurs pulsent dans la direction opposée à la direction de vol nominale d’Aeolus, ce qui lui fait perdre de l’énergie et abaisse son orbite.

L’équipe de l’ESOC a suivi la descente du satellite pendant les jours suivants.

Puis sont venues les 4 manœuvres de rentrée assistée le 27 juillet. Le système de propulsion a été allumé pendant 45 minutes pendant la première. Il s’en est suivi 3 manœuvres pour abaisser le périgée de l’orbite (le point le plus proche de la Terre) pour l’amener à une altitude d’environ 150 km. A cette altitude, Aeolus devient secoué par des particules atmosphériques plus denses.

Le 28 juillet à 14h00 CEST, les dernières télécommandes ont été envoyées au satellite. La manœuvre finale a abaissé Aeolus à une altitude périgée de 120 km.

Le satellite a également été passivé (plus d’électricité à bord, les batteries ont été déchargées) afin d’éviter les explosions et la fragmentation en plusieurs débris spatiaux avant la rentrée atmosphérique.

L’US Space Command qui répertorie tous les objets spatiaux a confirmé qu’Aeolus était rentré dans l’atmosphère terrestre vers 21h00 CEST au-dessus de l’Antarctique. Avec cette rentrée contrôlée, l’ESA a positionné Aeolus de sorte que toutes les pièces qui n’auraient pas brûlé dans l’atmosphère se trouveraient dans une zone où leur chute aura le plus faible impact possible.

Le satellite japonais météorologique Himawari aurait photographié les derniers instants d’Aeolus

Mise à jour 13/08/2023

L’ESOC a finalement réussi à évaluer précisément l’endroit où Aeolus est finalement rentré dans l’atmosphère terrestre et l’emplacement où des fragments ont pu tomber : Vers 18h40 UTC et pendant environ deux minutes, Aeolus est devenu une boule de feu lors de la rentrée finale. Vers 18h46 UTC, tout fragment susceptible d’avoir survécu à cette rentrée a atteint le sol sur l’Antarctique.

Pour l’ESOC, cette position finale est très proche de l’emplacement final prévu : « En d’autres termes, bien qu’il ait parcouru environ 7,5 km par seconde et que le satellite n’ait pas été conçu pour voler à des altitudes aussi basses, la série de manœuvres effectuées par le contrôle de mission de l’ESA, conçues par les experts en dynamique de vol de l’ESA et supervisées par le Bureau des débris spatiaux de l’Agence, ont fait qu’Aeolus est rentré à quelques mètres de l’endroit qu’ils avaient prévu« .

Mise à jour 04/09/2023

Le radar de suivi et d’imagerie (TIRA-Tracking and Imaging Radar) de Fraunhofer FHR en Allemagne a suivi Aeolus vers 18h20 CEST pendant environ quatre minutes grâce à son antenne de 34 m.

Cette animation est réalisée à partir des huit dernières images montrant qu’Aeolus commence à dégringoler alors qu’il était secoué par l’atmosphère terrestre au cours de phase brève en tant que « débris ».

Vivement Aeolus-2

Suite à la Commission Ministérielle de l’ESA de novembre 2022, la mission Aeolus-2 va être développée dans les années à venir, en coopération avec l’Organisation européenne pour l’exploitation des satellites météorologiques, Eumetsat [information complémentaire].

Aeolus-2 devrait être opérationnelle beaucoup plus longtemps (5 à 7 ans) et consistera en plusieurs satellites avec des durées de vie qui se chevauchent pour garantir des données mondiales sur le vent pour les décennies à venir. Aeolus-2 présentera des performances améliorées, la technologie devenant plus robuste, avec une erreur réduite sur les mesures de vitesse du vent et une meilleure résolution, pour un impact encore plus significatif sur les prévisions météorologiques mondiales que son prédécesseur.

Source principale : site de l’ESA