Jason-2 bientôt au service des océans et de la météo

Après son lancement prévu au mois de juin 2008, le satellite Jason-2 prendra la succession de Jason-1 pour l'étude des océans. Le satellite vient de sortir victorieusement des tests de qualification passés chez ThalèsThalès Alenia Space, à Cannes. Il est le dernier descendant d'une sorte de dynastie de l'océanographie spatiale. Après les succès de ERS-1 et ERS-2ERS-2 dans les années 1990, après l'énorme moisson de données récoltées par le satellite Topex-PoséidonTopex-Poséidon, lancé en 1992 et précipité dans l'atmosphère en janvier 2006, le Cnes (Centre national d'études spatiales) a lancé le projet d'une série de petits satellites, d'environ 500 kgkg, basés sur la même infrastructure, appelée ProteusProteus.

Premier de cette famille et lancé en 2001, Jason-1 est consacré à l'océanographie. Le Cnes et la NasaNasa ont collaboré pour le lancement et le satellite est ensuite passé au service du Cnes, de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric AdministrationNational Oceanic and Atmospheric Administration) et d'Eumetsat (organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques).

A son bord, un instrument de télémétrietélémétrie, Poséidon, et un système de positionnementsystème de positionnement, Doris, permettent des mesures d'altimétrie avec une précision de l'ordre du centimètre. Grâce à cette performance, il est possible de mesurer la hauteur des vagues et donc, par exemple, d'estimer la vitessevitesse et la direction du vent.

Jason-2 et ses instruments. En haut à gauche, le radiomètre AMR, qui détermine la teneur en eau de l'atmosphère survolée. En haut à droite, le récepteur Doris, qui sert à calculer la position du astellite par rapport à des balises émettrices installées au sol. Au milieu, le GPSP, récepteur GPS, et le LRA, un réseau de miroirs renvoyant les signaux laser émis vers le satellite depuis le sol. En bas (partie tournée vers la Terre), l'antenne parabolique du télémètre radar Poséidon 3 et l'antenne du système Doris. © Cnes

Un positionnement d'une précision extrême

Basé sur la même plate-forme Proteus que Jason-1 (ce qui permet de réduire les coûts), Jason-2 en est une sorte de faux frère jumeaujumeau. L'architecture est identique et les instruments similaires, notamment Poséidon et Doris. Mais tout a été amélioré dans les détails. Poséidon, par exemple, en est à la version 3, présentant un bruit de fond inférieur aux précédents modèles. Il s'agit d'un radar, qui envoie une onde vers la surface et mesure le temps qu'elle met à revenir sur le satellite, permettant ainsi de calculer la distance entre l'instrument et la surface. Pour tenir compte de la  réflexion due à l'atmosphère, Poséidon envoie deux faisceaux à des fréquences différentes (13,6 et 5,3 GHz).

Mais la mesure ne peut être utile que si l'on sait précisément à quelle altitude moyenne se trouve le satellite. C'est le rôle du système Doris, qui s'appuie sur un réseau de balises radio-émettrices au sol. L'instrument de bord recueille leur signal (sur deux fréquences) et détermine le décalage en fréquence par l'effet Doppler-Fizeaueffet Doppler-Fizeau, dû à la vitesse du satellite. Le même effet existe pour le son : lorsqu'une voiturevoiture s'approche suffisamment vite, elle semble émettre un son plus aigu que lorsqu'elle s'éloigne. En utilisant les informations sur l'orbiteorbite, le calculateur de bord détermine en permanence la position du satellite à trois centimètres près.

Pour s'aider dans ce calcul, le satellite utilise aussi un récepteur GPSGPS et la mesure peut être complétée depuis le sol par des tirs laserlaser sur le satellite qui possède en effet un ensemble de miroirsmiroirs destinés à les renvoyer vers le bas.

A la fin du mois d'avril 2008, Jason-2 sera installé à bord d'un Boeing 747 et s'envolera pour la base aérienne et spatiale de Vandenberg, en Californie. Le 15 juin suivant, il prendra la route de l'espace pour rejoindre l'orbite de Jason-1, qui est aussi celle de Topex-Poséidon, marchant dans leurs pas pour poursuivre leur travail.