Enfin. Le satellite EarthCARE doit décoller ce mardi 28 mai de la base californienne de Vandenberg (Etats-Unis) afin d’étudier les nuages présents dans l’atmosphère terrestre. La mission, dirigée par l’Agence spatiale européenne (ESA) l’Agence spatiale japonaise (JAXA), durera au moins trois ans. “Nous voyons des nuages tous les jours, mais nous ne comprenons pas exactement comment chaque type de nuage interagit avec le rayonnement émis par le soleil”, explique Kotska Wallace, mission EarthCARE et responsable de la charge utile optique. Placé en orbite à 390 kilomètres au-dessus de la Terre, le satellite de 2,2 tonnes sera chargé d’étudier l’intérieur de ces amas de gouttelettes, des plus grosses aux plus fines.
4 instruments pour disséquer les nuages
Cumulus, stratus, cirrus… La composition des nuages varie en fonction de leur altitude. Ainsi, ils agissent différemment sur le climat : certains, comme les cirrus d’altitude, formés de glace, laissent passer le rayonnement solaire, qui réchauffe la Terre. D’autres, comme les cumulus, formés de vapeur d’eau et situés à basse altitude, refroidissent au contraire l’atmosphère en réfléchissant le rayonnement solaire vers l’espace. Pour analyser la structure des nuages en détail, le satellite EarthCARE prendra une coupe verticale des nuages – une vue qu’aucun autre satellite ne fournirait jusqu’à présent, selon l’ESA.
Pour réaliser cet exploit, le satellite est armé de quatre instruments. Un Lidar – Laser Imaging Detection and Ranging –, développé par Airbus, permettra d’analyser les nuages les plus fins et d’identifier les aérosols. « Le Lidar effectue des impulsions de lumière ultraviolette d’une durée de 26 nanosecondes. On peut alors calculer la localisation de chaque groupe de particules ou molécules présentes dans un nuage en fonction du temps nécessaire à la lumière pour revenir.expliquer Kotska Wallace. Le Lidar permet également de déduire l’origine du nuage. Il identifie par exemple si le groupe de particules provient de la poussière du Sahara, ou s’il présente une forte concentration en sel et provient donc de l’océan, ou d’un volcan, ou encore de la pollution humaine.
Le Lidar, en revanche, ne peut pas analyser les nuages les plus épais. La JAXA, l’agence spatiale japonaise, était chargée d’équiper le satellite d’un radar de profilage des nuages (CPR). Il permettra de regarder à travers les couches opaques des nuages pour déterminer leur composition en eau liquide et solide. Il mesurera également la vitesse des particules contenues dans les nuages. Un radiomètre, livré par Thales Alenia Space, mesurera la température des nuages, tandis qu’un imageur multispectral fournira des informations sur leur forme.
10 ans de retard avec le développement complexe du Lidar
Le projet a désormais plus de dix ans de retard. L’ESA s’est tournée vers le constructeur Airbus en 2008, pour un montant initial de 263 millions d’euros avec un lancement prévu en 2013. “L’ensemble du projet, y compris la construction du satellite et le lancement, nous a coûté 800 millions d’euros avec une augmentation de coût de 80% par rapport au budget initial”, déclare Kotska Wallace, qui travaille sur le projet depuis 17 ans. Parmi les accusés : le choix de la lumière ultraviolette du Lidar. « L’ultraviolet nous permet d’obtenir une meilleure résolution. Mais cela a aussi tendance à assombrir les verres s’il y a la moindre poussière sur le verre. Cependant, le signal ultraviolet utilisé dans ce lidar est extrêmement puissant, amplifiant le phénomène.
Pour le décollage, le satellite a également essuyé des déceptions. Le lancement devait être effectué depuis un lanceur russe Soyouz, avant sa suspension en mars 2022 suite à l’invasion de l’Ukraine par la Russie. L’agence européenne s’est alors tournée vers la fusée Vega du constructeur européen ArianeGroup. Le modèle de lanceur s’est retrouvé coincé au sol après la détection d’anomalies et l’échec du premier vol commercial. Enfin, l’ESA a jeté son dévolu sur la fusée réutilisable américaine Falcon 9 de SpaceX.
