Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem

Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem généralement désigné par son acronyme PACE est une mission d'observation de la Terre en cours de développement par la NASA dont l'objectif est l'étude du phytoplancton, ainsi que l'étude des aérosols et des nuages. Cette mission doit prendre le relais d'instruments existants embarqués sur les satellites Suomi NPP et JPSS. Le projet approuvé en 2015 est en cours de développement et le lancement du satellite est planifié vers 2022.

Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem
Satellite d'observation de la Terre
Vue d'artiste
Données générales
Organisation NASA
Constructeur Goddard (NASA)
Domaine Étude du phytoplancton, aérosols et nuages
Statut en développement
Lancement vers 2022
Durée de vie 3 ans (mission primaire)
Site
Caractéristiques techniques
Masse au lancement ~1 700 kg
Dimensions 1,5 x 1,5 x 3,2 m
Contrôle d'attitude Stabilisé 3 axes
Source d'énergie Panneaux solaires
Puissance électrique > 1 000 watts
Orbite polaire
Altitude 676 km
Inclinaison 98°
Principaux instruments
OCI Spectromètre
HARP Polarimètre
SPEXone Spectro-Polarimètre

Historique du projet

La mission PACE (acronyme de Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem c'est-à-dire Plancton, Aérosol, nuage, écosystème océanique) est à l'étude depuis 2015. Les responsables de la NASA ont décidé de développer cette mission pour assurer la continuité des mesures effectuées actuellement par les instruments équipant les satellites Suomi NPP et de l'instrument VIIRS (satellite JPSS). Le coût du projet, qui est placé sous la responsabilité du Centre de vol spatial Goddard, est plafonné à 805 millions US$[1]. Le projet est annulé en 2018 par le président américain Donald Trump puis réactivé à la demande du Congrès américain[2].

Caractéristiques techniques du satellite

Le satellite PACE, dont les dimensions sont 1,5 x 1,5 x 3,2 m a une masse d'environ 1 700 kg. Il est construit par le Centre de vol spatial Goddard. La plateforme est stabilisée 3 axes et dispose de panneaux solaires qui fournissent au moins 1000 watts[3].

Instruments scientifiques

L'instrument principal de PACE est le spectromètre OCI qui collecte les caractéristiques de la lumière réfléchie par l'océan. Ces données sont complétées par deux polarimètres consacrés à l'étude des nuages et des aérosols. Les mesures effectuées par le spectromètre/radiomètre, permet de déterminer les caractéristiques du phytoplancton ainsi que d'autres constituants biogéochimiques des eaux de surface. Cet instrument doit prendre la suite d'instruments installés sur des satellites vieillissants comme Aqua ou Terra. Les données recueillies doivent permettre de mesurer l'impact des changements climatiques sur l'abondance du phytoplancton et de préciser ainsi le fonctionnement du cycle du carbone. Les caractéristiques des trois instruments sont les suivantes :

  • OCI (Ocean Color Instrument) est l'instrument principal. Il est fourni par le centre de vol spatial Goddard. Il effectue ses observations dans une bande spectrale qui va de l'ultraviolet au proche infrarouge (340 à 890 nanomètres par pas de 5 nm (instrument hyperspectal) ainsi dans cinq bandes spectrales étroites dans l'infrarouge (940, 1038, 1250, 1378, 1615, 2130 et 2260 nm). La résolution spatiale est de 1 kilomètre au nadir et la fauchée est de 2663 km. L'instrument a une masse de 241 kg et consomme 275 watts[4].
  • HARP 2 (Hyper-Angular Rainbow Polarimeter) est un polarimètre/imageur qui collecte des données sur les aérosols et les nuages mais également sur la surface des terres et des océans. Il mesure la lumière réfléchie dans quatre bandes spectrales (669, 441, 549 et 873 nm) en effectuant ces observations sous 60 angles différents (669 nm) et 10 angles (pour les autres fréquences) et avec trois angles de polarisation. La largeur des bandes va de 12 nm (459 nm) à 43 nm (873 nm) Les données recueillies permettent de mesurer les caractéristiques des particules formant les aérosols telles que leur distribution, leur quantité, leur indice de réfraction et leur forme géométrique. L'instrument réalise la couverture complète de la planète en 2 jours avec une résolution spatiale de 2,6 kilomètres. HARP 2 a une masse de 9,6 kg et consomme 11,5 watts. L'instrument est fourni par l'Université du Maryland[5].
  • Le Spectro-Polarimètre SPEXone mesure l'intensité, le degré de polarisation linéaire et l'angle de cette polarisation de la lumière réfléchie par l'atmosphère terrestre, les terres et les océans. Ces mesures permettent de déterminer les caractéristiques des aérosols présents dans l'atmosphère. SPEXone mesure la polarisation dans la bande spectrale 385-770 nm avec une résolution spectrale de 2,5 nm pour la radiance et 10-40 nm pour le degré de polarisation linéaire. L'instrument qui pèse 15 kg consomme 20 watts. Il observe une zone large de 100 km avec une résolution spatiale de 5,4 x 4,6 km. Le relevé de l'ensemble de la planète est effectué en un mois. SPEXone est développé par un consortium dirigé par la société néerlandaise SRON et la filiale néerlandaise d'Airbus DS[6].
  • Schéma du satellite PACE.
  • Schéma de l'instrument OCI ().

Déroulement de la mission

Le satellite doit être lancé en et placé sur une orbite héliosynchrone à une altitude de 676 kilomètres avec une inclinaison orbitale de 98°. Les données collectées sont stockées durant sept orbites (volume total : 1,7 téraoctets) avant d'être transmises aux stations terriennes avec un débit de 600 mégabits/seconde. La durée de la mission primaire est de 3 ans et le satellite dispose de consommables (ergols) pour une durée de 10 ans[3].

Notes et références
  1. (en) Debra Werner, « NASA Earth Science Pushes Up-tempo Mission Schedule », SpaceNews,
  2. (en) « PACE Mission », sur EO Portal éditeur = Agence spatiale européenne (consulté le )
  3. (en) « Mission : Overview », sur PACE (Goddard), Centre de vol spatial Goddard (consulté le )
  4. (en) « Ocean Color Instrument », sur PACE (Goddard), Centre de vol spatial Goddard (consulté le )
  5. (en) « HARP2 Polarimeter », sur PACE (Goddard), Centre de vol spatial Goddard (consulté le )
  6. (en) « SPEXone Polarimeter », sur PACE (Goddard), Centre de vol spatial Goddard (consulté le )

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes
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