Le premier satellite de troisième génération Meteosat sur orbite

MTG-I1, le premier satellite imageur du programme Meteosat Troisième Génération dédié à l’amélioration des prévisions météorologiques en Europe et en Afrique a été lancé ce 13 décembre à bord du vol VA259 d’Ariane 5.

Trente-cinq minutes après le lancement, MTG-I1 s’est séparé d’Ariane 5 à une altitude de 250 km sur une orbite de transfert géostationnaire initiale, qui est hautement elliptique. Le satellite va rejoindre l’orbite géostationnaire circulaire, grâce à une série d’allumages de son moteur d’apogée principal. Cette phase dure environ cinq jours, à partir de laquelle il sera positionné près de son emplacement opérationnel final à zéro degré de longitude directement au-dessus de la Côte d’Ivoire. Après près d’un an de recette en orbite et d’essais de toute la chaîne d’acquisition des données, MTG-I1 devrait rentrer en phase opérationnelle.

Pour une continuité de services

Le programme Meteosat Troisième Génération (MTG) se compose de 6 satellites : 4 satellites imageurs (MTG-I) et 2 sondeurs atmosphériques (MTG-S).

L’ESA est responsable de la définition, de la réalisation des satellites MTG et de l’acquisition du matériel, tandis qu’EUMETSAT est chargé de l’exploitation des satellites pendant toute leur durée de vie. Thales Alenia Space est le maître d’œuvre de ces satellites comme elle l’a été pour les satellites de première et de seconde générations. L’entreprise allemande OHB est le principal partenaire en fournissant notamment la plateforme des satellites. TAS est aussi impliquée dans le développement du segment sol pour EUMETSAT, avec la conception et la réalisation de la composante de traitement des images de premier niveau (Image Data Processing Facility). Telespazio participe au segment sol, tant pour l’acquisition des données que pour la commande et le contrôle des satellites, et fournira à EUMETSAT les services de lancement et de mise en orbite de deux satellites (avec une option pour un troisième).

MTG va prendre la relève de 7 satellites Meteosat de première génération (le premier modèle a été lancé en novembre 1977) et 4 satellites Meteosat de Seconde Génération, dont 2 sont toujours opérationnels en orbite. Les 6 MTG devraient permettre un service météorologique européen indépendant et précis jusqu’en 2040 au minimum.

Les 6 satellites seront opérés en orbite géostationnaire, à 36 000 km de la Terre, et auront une durée de vie de 8,5 ans (contre 7 ans pour la deuxième génération).

Les satellites MTG viennent compléter les satellites de météorologies METOP, dont le premier exemplaire de la seconde génération METOP-SG devrait décoller en 2024.

Pour une météorologie plus précise et plus immédiate

Depuis 45 ans, les performances des satellites Meteosat se sont considérablement améliorées : avec la première génération de 7 satellites, les images étaient rafraîchies toutes les 30 minutes. Ce délai a été réduit à 15 minutes avec les 4 satellites de 2^e génération pour tout l’hémisphère (Europe et l’Afrique) et toutes les 5 minutes pour l’Europe seule, et sera de 10 minutes seulement avec MTG en mode disque complet et 2,5 minutes avec le mode « rapide » sur la zone Europe.

Ces rafraîchissements de données accentués devraient améliorer les prévisions météorologiques immédiates, c’est-à-dire la surveillance et la prévision, en temps quasi réel, des phénomènes météorologiques évoluant rapidement et pouvant causer des dommages, tels que les orages violents.

Eumetsat a estimé que la protection de biens et des infrastructures grâce à des prévisions météorologiques fiables et en quasi temps réel permettaient des économies de 5,4 milliards d’euros par an. Ces prévisions météo engendreraient au total 61,5 milliards de bénéfices (source), sans compter les vies sauvées et les bénéfices sur la qualité de l’air, les prévisions marines, la dispersion de la pollution…

Le besoin en prévisions météorologiques améliorées a été considéré comme une priorité au niveau ESA et de l’Europe alors que les pertes et dommages ont été estimés à plus 500 milliards d’euros et entre 85 000 et 145 000 personnes entre 1980 et 2020 (source).

Le satellite MTG-I en détails

Les instruments de MTG-I sont capables de couvrir 80% du disque terrestre depuis l’orbite géostationnaire.

Les quatre satellites imageurs (MTG-I) contiennent les instruments suivants :

• Un imageur FCI – Flexible Combined Imager qui fournit une image complète de la Terre toutes les 10 minutes avec un mode rapide à 2,5 minutes, favorisant la collecte des informations sur les nuages et leurs propriétés, ainsi que sur les surfaces terrestres et aquatiques. Il peut aider à la surveillance des feux et des nuages de fumées. Il peut zoomer pour fournir des images de régions précises, ce qui est essentiel pour émettre des alertes météo en temps utile et pour assurer la sécurité du trafic aérien. Il regarde la Terre avec 16 canaux du visible (0,4 µm) à l’infrarouge et proche infrarouge (13,3 µm) dans le mode « full disc scanning » et 16 canaux dont 4 en haute résolution (VIS 0.6µm, NIR 2.2µm, IR 3.8µm & 10.5µm) en mode « rapid scan ». MSG n’avait « que » 12 canaux. La résolution au sol est entre 0,5 et 2 km.

• Un détecteur d’éclairs LI – Lightning Imager composé de 4 caméras, capable de détecter les éclairs entre les nuages ainsi qu’entre les nuages et le sol dans tous les scénarios possibles (par exemple de nuit comme de jour). Cet instrument unique permettra d’approfondir les connaissances sur la façon dont les éclairs sont générés, d’améliorer les alertes aux populations ainsi que les prévisions météorologiques et la sécurité du contrôle du trafic aérien. Cet imageur est équipé d’un détecteur 1000 x 1170 pixels. La résolution spatiale est de 4,5 km. C’est le premier détecteur d’éclairs européen en orbite et il deviendra le plus performant au monde après sa mise en service.

• DCS (Data Colection System) et GEOSAR (GEOstationarySearch & Rescue) sont 2 charges utiles de plus petite taille pour la collecte de données à partir de balises scientifiques à distance ainsi que pour la recherche et le sauvetage par détection de balises d’urgence. Elles vont permettre de recevoir des signaux de détresse et de les retransmettre aux services de secours. DCS est un service opéré par Eumetsat et GEOSAR par Cospar SARSAT.

Contrairement aux satellites de première et deuxième générations qui étaient en rotation (spinning satellite), la plateforme des satellites MTG est stabilisée sur 3 axes. Cela permet d’améliorer la résolution spatiale et temporelle, les performances radiométriques et permet la capacité de sondage de l’atmosphère.

A l’intérieur du satellite, tous les systèmes mobiles ont été installés avec des réducteurs de « bruit » (suspensions, amortisseurs) pour réduire les perturbations sur les instruments pour garantir une haute performance de pointage, de stabilité et de qualité image.

Les deux satellites sondeurs (MTG-S) fourniront des services de sondage capables de fournir une cartographie 3D de l’atmosphère [détails techniques à venir lors du lancement du premier modèle]. Les satellites MTG-S emporteront l’instrument Sentinel-4.

Pour compléter : présentation de MTG (en anglais)

Image de couverture : illustration de MTG en orbite (crédit ESA/Mlabspace)