Sentinel-6 : un nouveau satellite de mesure de l’élévation du niveau des mers

Samedi 21 novembre 2020, le satellite Sentinel-6A a décollé de la base de Vandenberg en Californie à bord d’une Falcon 9.

Le booster du premier étage du lanceur en a profité pour effectuer un superbe atterrissage retour en « landing zone » à quelques kilomètres de son lieu de décollage.

Après séparation du lanceur, le satellite Sentinel-6, surnommé Michael Freilich, en l’honneur du directeur des travaux en sciences de la Terre à la NASA, décédé en 2020, a déployé ses deux ensembles de panneaux solaires. 

Puis, les contrôleurs au sol de l’ESOC (European Space Operational Center) à Darmstadt en Allemagne, ont acquis avec succès le signal du satellite et les premiers rapports de télémétrie ont montré que le satellite était en bonne santé. 

Après une série de vérifications et d’étalonnages de ses instruments, Sentinel-6 Michael Freilich commencera à collecter des données scientifiques dans quelques mois.

Une nouvelle sentinelle pour la Terre

En fait, le satellite lancé ce 21 novembre est le premier de 2 satellites Sentinel-6. Le lancement de Sentinel-6B est prévu en 2025.

8e satellite sur orbite du programme Copernicus

Sentinel-6 est un des satellites du programme Copernicus de l’Union Européenne pour l’observation de la Terre : étude des océans, des terres émergées, de l’atmosphère, afin de mieux anticiper les changements climatiques et gérer les catastrophes environnementales.

Copernicus est un programme global  en 3 parties : une composante spatiale déléguée à l’ESA, des données recueillies in situ et des services qui seront proposés par différents organismes européens ou industriels par délégation.

Plusieurs satellites sont déjà sur orbite pour la partie spatiale de Copernicus :

• Sentinel-1A et Sentinel-1B pour faire de l’imagerie radar.
• Sentinel-2A et Sentinel-2B, pour de l’imagerie optique multi-spectrale
• Sentinel-3A et Sentinel-3B, pour des mesures topographiques et de température de la surface des océans
• Sentinel-5P pour la surveillance de l’évolution du trou de la couche d’ozone et de la pollution troposphérique

Ils fournissent de nombreuses données utiles par exemple dans la gestion du Covid-19 [lire Les satellites et le Covid-19]

Des instruments vont venir compléter la famille des Sentinel :

• Sentinel 4 : un instrument spectromètre à bord du satellite Meteosat Troisième Génération (MTG)
• Sentinel 5 : un instrument spectromètre à bord du satellite MetOp Seconde Génération (MetopSG)

Pour la topographie des océans comme ses prédécesseurs Jason

Sentinel-6 est une mission de topographie des océans essentielle dans le contexte du changement climatique.

La mission est également appelée mission Jason-Continuity of Service (Jason-CS), et a été développée conjointement par la NASA, la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), l’Agence spatiale européenne (ESA), l’Organisation européenne pour l’Exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT) et le Centre National d’Etudes Spatiales (CNES).

En effet, Sentinel-6 va poursuivre l’enregistrement à long terme des mesures de référence des niveaux des mers dans la continuité de la famille des satellites Jason, commencées par le satellite franco-américain Topex/Poseidon lancé en 1992 [lire Jason 3, le mesureur des mers bientôt en orbite].

Carte d’identité de Sentinel-6A

Sentinel-6A mesure 5,15 mètres de long, 2,35 mètres de haut et 2,58 mètres de large. Le satellite pèse 1 192 kg au lancement.

Sentinel 6 a été construit chez Airbus Space à Friedrichshafen en Allemagne. Ce site est le spécialiste européen des satellites radar. L’altimètre radar a été construit par Thales Alenia Space à Toulouse.

Sentinel-6 Michael Freilich contient une suite d’instruments :

• Un altimètre radar. Le satellite mesure le temps qu’il faut à une impulsion radar pour voyager jusqu’à la surface de la Terre et revenir jusqu’au satellite.

• Un radiomètre hyperfréquence avancé, pour récupérer la quantité de vapeur d’eau entre le satellite et l’océan, ce qui affecte la vitesse de déplacement des impulsions radar. Les antennes d’occultation radio mesureront le retard des signaux radio entre Sentinel-6 Michael Freilich et les satellites de navigation mondiale lorsqu’ils traversent différentes couches de l’atmosphère.

• L’instrument Doppler Orbitography et Radiopositioning Integrated by Satellite (DORIS) qui mesure les signaux radio de 55 stations terrestres mondiales qui composent le service International DORIS. L’instrument DORIS à bord du Sentinel-6 Michael Freilich mesure le décalage Doppler des fréquences des radiobalises pour déterminer avec précision sa vitesse de visée. 
• Un réseau de rétroréflecteurs laser situé sur la plaque tournée vers la Terre du satellite comprend neuf miroirs de forme précise qui réfléchissent les faisceaux laser vers leur point d’origine au sol. 

Une fois combinées à des données précises de localisation du satellite, les mesures altimétriques donnent la hauteur de la surface de la mer.

L’orbite spécifique des Sentinel-6, à 66° d’inclinaison, à 1336 km d’altitude, occupée par les missions précédentes Jason, permet de cartographier 95% de l’océan sans glace de la Terre tous les 10 jours.

Evaluer l’élévation du niveau des mers est devenu indispensable

Surveiller le niveau de la mer nécessite d’observer en permanence l’ensemble des océans, soit 70% de la surface de la Terre, ce qui n’est possible qu’au moyen de satellites en orbite.

On peut lire sur le site de l’ESA :

Depuis le début des années 1990, les altimètres satellitaires ont révolutionné notre compréhension de l’évolution du niveau de la mer. Avec des millions de personnes vivant dans des communautés côtières à travers le monde, la montée des mers est en tête de liste des préoccupations majeures liées au changement climatique. La surveillance de la hauteur de la surface de la mer est essentielle pour comprendre les changements en cours afin que les décideurs aient les preuves nécessaires pour mettre en œuvre des politiques appropriées pour aider à réduire le changement climatique et pour que les autorités prennent des mesures pour protéger les communautés vulnérables.

L’élévation du niveau de la mer, 3,2 mm par an en moyenne entre 1993 et 2018, est l’une des conséquences les plus graves du changement climatique. Plus alarmant encore, le rythme d’élévation accélère ces dernières années, 4,8 mm par an, et les scientifiques pensent qu’il va continuer à accélérer.

Source principale : ESA Sentinel-6