Cette nuit, le lanceur VegaVega va mettre en orbite le satellite Sentinel 2B, du programme européen d'observation de la Terreobservation de la Terre Copernicus, pour la Commission européenne. Il décollera très précisément à 2 h 49 min 24 s, heure de Paris, le 7 mars.

Sentinel 2B sera placé sur une orbite héliosynchronehéliosynchrone à environ 786 kilomètres d'altitude à 180° d'écart de Sentinel 2A. Le but ? Obtenir une nouvelle image complète des terres émergées à 10 mètres tous les 5 jours !

Les deux satellites (Sentinel 2A et Sentinel 2B) sont construits à l'identique par Airbus Defence and Space. D'un poids total au lancement de 1.130 kgkg, ils sont conçus pour fonctionner pendant au moins 7 ans et 3 mois. Dans le cadre de Copernicus, la constellation Sentinel 2 est principalement dédiée au contrôle des terres émergées et des profils côtiers à l'échelle planétaire.

Le satellite Sentinel 2B, en cours d'installation dans la coiffe de son lanceur. © ESA–Manuel Pedoussaut, 2017

Observation de la Terre : une vision inédite dans le rouge 

Sentinel 2A et 2B génèrent des images optiques d'une résolutionrésolution de 10, 20 ou 60 m, à raison d'une fauchée unique de 290 km de large. Le principal intérêt de ces satellites d'observation de la Terre est leur capacité à observer notre planète dans 13 bandes spectrales en offrant différentes résolutions spatiales dans les domaines du visible et du proche infrarouge jusqu'à l'infrarouge de courte longueur d'onde.

Sentinel 2 est en effet la première mission d'imagerie optique à inclure trois bandes dans la partie « red edgeedge » du spectre, révélatrice de l'état de la végétation. Une réelle avancée pour la communauté scientifique, confirmée lors de l'acquisition des premières images de Sentinel 1A, en juillet 2015.

Quant aux principaux intérêts d'avoir deux satellites identiques en orbite, il y a, bien sûr, la revisite, qui, en passant de 10 jours à 5 jours, permettra un suivi plus fréquent des surfaces. Elle augmentera également substantiellement la probabilité de pouvoir observer sans nuagesnuages les surfaces.

Ces observations plus fréquentes sont nécessaires :

• à des applicationsapplications de suivi de la végétation, en particulier pour l'agricultureagriculture ;
• à des applications de suivi des eaux côtières ;
• à la détection de changements, en particulier dans le cas d'évènements extrêmes.

L'autre grand intérêt, c'est la redondance : avoir deux satellites est indispensable pour garantir le caractère opérationnel du système d'observation. Si un satellite Sentinel 2 devait tomber en panne, l'autre prendrait le relais et garantirait qu'il n'y a pas d'interruption des observations. Ceci est très important vis à vis des services et applications opérationnelles qui sont développées.

L'Ile-de-France observée par Sentinel 2A en juillet 2015. Les fausses couleurs permettent de rendre les différences plus visibles. © Copernicus Sentinel data

À quoi vont servir ces images satellite ?

Les images ainsi acquises servent à un large éventail d'applications, notamment :

• le suivi du développement des cultures et des forêts ;
• le suivi de l'occupation et de la nature des sols et des habitats ;
• le suivi des pratiques et productions agricoles ;
• le suivi des littoraux.

Elles aident également les scientifiques à mieux comprendre le fonctionnement et l'impact de la machine climatique et viennent en appui des humanitaires et gouvernements dans le cadre de situations d'urgence : glissements de terrain, éruptions volcaniqueséruptions volcaniques, inondationsinondations... notamment en cas d'activation de la charte « espace et catastrophes majeures ». Les données des satellites seront transmises par laserlaser via l'autoroute spatiale de l’information (Space Data Highway) d'Airbus.

Sentinel 2B est le cinquième satellite du programme Coperncius à être lancé après les mises en orbite réussies de Sentinel 1A (en avril 2014 par un lanceur SoyouzSoyouz), de Sentinel 2A (en juin 2015 par un lanceur Vega), de Sentinel 3A (en février 2016 par un lanceur russe Rockot) et de Sentinel 1B (en avril 2016, à nouveau par un lanceur Soyouz).

Le satellite Sentinel 2 posera un nouveau regard sur la Terre

Article de Rémy DecourtRémy Decourt publié le 3 mars 2015

L'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne poursuit le déploiement de la constellationconstellation de satellites environnementaux de la famille Sentinel, du programme Copernicus. Après Sentinel 1, lancé en avril 2014, et en attendant Sentinel 3 prévu avant la fin de l'année, Sentinel 2 se prépare à son lancement, prévu en juin. Un satellite dont le développement a mobilisé les meilleurs opticiensopticiens et polisseurs d'Europe.

Après Sentinel 1A, lancé en avril 2014, Sentinel 2A sera le deuxième satellite du programme européen Copernicus à être mis en orbite. Objectif : observer la Terre. Il fait partie d'une famille de quatre satellites dont les deux premiers exemplaires sont réalisés par Airbus Defence & Space pour le compte de l'Agence spatiale européenne. Le contrat des satellites C et D, dont les lancements ne sont pas prévus avant le début des années 2020, n'ont pas encore été passés.

Avant son départ pour le Centre spatial guyanaisCentre spatial guyanais, Sentinel 2A a été présenté la semaine dernière au centre d'essais d'IABG. L'engin a dû affronter des tests acoustiques visant à simuler le bruit lors du lancement, des tests vibratoires pour simuler les charges mécaniques subies lors du choc de séparationséparation du lanceur et des tests en vide thermique reproduisant les conditions spatiales.

Moins lourd que Sentinel 1A (2.157 kg), Sentinel 2A (1.140 kg) sera lancé le 12 juin à bord de Vega depuis le Centre spatial guyanais. Les premières images seront dévoilées lors du salon du Bourget et, après une période de plusieurs mois durant laquelle la calibration des instruments sera réalisée, Sentinel 2A entrera en service opérationnel pour une période d'au moins 7 ans (12 ans sont visés).

Le satellite Sentinel 2A sera rejoint en orbite en juin 2016 par Sentinel 2B. Ensemble, ils garantiront un temps de revisite de seulement 5 jours. © Esa, Airbus DS

À la différence des satellites radar de la famille Sentinel 1, les Sentinel 2 sont des satellites d'imagerie qui fourniront des images optiques dans 13 bandes spectrales avec des résolutions de 10, 20 et 60 mètres et des fauchées de 290 kilomètres de large. Des performances qui « ont nécessité de faire travailler les meilleurs opticiens et polisseurs européens », explique Jean Dauphin, directeur des programmes d'observation de la Terre, de navigation et scientifiques chez Airbus Defence and Space.

Comprendre le climat et surveiller les catastrophes naturelles

Cette mission d'imagerie satellite photographiera en permanence la Terre avec une largeur de fauchée et une qualité d'images jamais atteintes. Quelque 1,6 téraoctets de données seront acquis chaque jour. Elles serviront à un large éventail d'applications dans le cadre de Copernicus, le programme européen d'observation de la Terre, dont le but est autant d'aider les scientifiques à mieux comprendre le fonctionnement et l'avenir de la machine climatique que de fournir aux citoyens des services utiles dans de nombreux domaines.

Les satellites Sentinel 2 suivront l'évolution de la végétation (forêts, terres agraires), des côtes, des lacs et rivières, des glaciersglaciers. Ils seront également utilisés pour surveiller les catastrophes naturellescatastrophes naturelles et viendront en support des équipes au sol lors de crises humanitaires (déplacements de populations, zones de guerre, épidémiesépidémies de paludismepaludisme ou d'Ebola). Enfin, dans le domaine de la sécurité, ils seront également utilisés pour vérifier la position de navires en mer, détecter des activités de pollution illégale ou encore surveiller les frontières.

Le satellite Sentinel 2 a subi des essais acoustiques et de vibrations chez IABG pour s'assurer qu'il résistera aux contraintes du lancement. © Airbus DS, IABG

Un télescope en carbure de silicium

Ce satellite embarque deux innovations dont la mise au point n'a pas été simple. La première difficulté a consisté à réaliser un télescopetélescope en carbure de siliciumcarbure de silicium de type TMA (Three Mirror Anastigma). « Il s'agit d'un télescope hors d'axe, ce qui signifie que l'on n'est pas dans une symétrie de révolution. Cela nécessite d'avoir des miroirsmiroirs polis de façon très fine. » Or, c'est un savoir-faire bien particulier que maîtrisent seulement les meilleurs polisseurs européens. L'important était de « sphériser les miroirs de façon à garantir à la fois la bonne distance focaledistance focale et le bon écartement ». Avec une fauchée de 290 kilomètres, alors que le satellite évolue à 786 kilomètres, la performance technologique est remarquable. L'angle d'ouverture des optiques est littéralement énorme et la qualité optique est garantie sur toute la surface de l'image ! Pour chaque point de l'image, en fonction de la bande spectrale utilisée, la résolution sera de 10, 20 et 60 mètres « On n'avait jamais fait une optique aussi ouverte et d'aussi bonne qualité », explique Jean Dauphin. À titre de comparaison, Spot 5 avait une fauchée de 117 kilomètres et LandsatLandsat de 185 kilomètres.

L'autre élément technologique majeur de ce satellite est l'utilisation de nouvelles bandes de fréquencefréquence dans le proche infrarouge. L'imageur multispectral à 13 bandes de Sentinel 2 est capable de capturer la lumièrelumière visible infrarouge et donc le proche infrarouge, « une bande du spectre lumineux de quelques dizaines de nanomètresnanomètres seulement ». Dans cette partie du spectre, il n'y a pas beaucoup de photonsphotons et, comme « les scientifiques souhaitent une analyse vraiment très fine sur la façon dont la couleurcouleur évolue dans le temps et pendant la période végétative, la finesse des bandes est extrême ». Cela a donc nécessité la mise au point de détecteurs et de filtres très difficiles à réaliser, « un niveau de qualité qui a nécessité de faire travailler les meilleurs opticiens européens ».

Le programme Copernicus regroupe six satellites et instruments

Au total, 42 entreprises de 17 pays européens, des Etats-Unis et du Canada ont travaillé à la constructionconstruction de ce satellite sous la maîtrise d'œuvre d'Airbus Defence & Space. Pendant les huit ans qu'a duré son développement et sa construction, un millier d'ingénieurs européens, dont une équipe de 70 ingénieurs d'Airbus DS, ont été mobilisés. La mise au point du miroir et celle des trois nouvelles bandes de fréquence sont à l'origine du retard de deux ans dans le développement du satellite (son lancement était prévu en 2013), mais les performances du satellite, exceptionnelles, sont bien là...

Rappelons que le programme Copernicus inclut une composante spatiale qui s'appuie sur six familles de satellites et instruments comptant chacune quatre membres pour d'une part garantir des temps de revisite très courts et, d'autre part, garantir la continuité des données sur une très longue période. Cette composante est constituée de quatre familles de satellites (Sentinel 1, 2, 3 et 6) et deux d'instruments (Sentinel 4 et 5) embarqués sur des satellites d'Eumetsat, Météosat de troisième génération pour Sentinel 4 et Metop de deuxième génération pour Sentinel 5.

Sentinel 1 assurera la continuité des mesures radar SAR recueillies par les satellites ERS et Envisat. Sentinel 2 sera un satellite optique conçu pour des observations en mode spectral. Sentinel 3 se consacrera à la surveillance de la Terresurveillance de la Terre et à l'océanographie opérationnelle. Sentinel 4, depuis l'orbite géostationnaireorbite géostationnaire, sera dédié à l'étude de la pollution atmosphérique et de la composition de l'atmosphèreatmosphère à des fins météorologiques et climatologiques. Quant à Sentinel 5, il est destiné à l'étude de la chimiechimie atmosphérique en orbite basse. Enfin, Sentinel 6, le dernier de la bande, décidé il y a quelques semaines, sera dédié à l'altimétriealtimétrie opérationnelle et prendra la suite de la filière des satellites Jason.