L'Agence spatiale européenne s'affirme une fois de plus comme un leader de l'observation de la Terre avec la sélection de « Harmony », dixième mission Earth Explorer. Cette initiative ambitieuse a pour objectif de collecter des données cruciales sur divers phénomènes environnementaux, allant des océans aux tremblements de terre, en passant par l'activité volcanique. En combinant des technologies de pointe avec une approche innovante, Harmony a le potentiel de transformer notre compréhension des dynamiques terrestres et de jouer un rôle essentiel dans la recherche sur le climat et la gestion des risques.
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Si dans le domaine des vols habitésvols habités et de l'exploration robotiquerobotique l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne (ESA) fait bien moins rêver que la Nasa, dans le domaine de la climatologieclimatologie et de l'observation de la Terre, l'Europe se démarque et apparaît clairement en pointe.
Avec la sélection du projet « Harmony », la dixième mission Earth Explorer intégrée au programme FutureEO de l'ESA, l'agence affirme son rôle de pionnier dans le domaine de l'observation de la Terreobservation de la Terre. Cette mission a pour objectif de collecter des données sur les océans, la glace, les tremblements de terretremblements de terre et les volcansvolcans, contribuant ainsi à la recherche climatique et à la surveillance des risques. Harmony sera également utilisée pour mesurer de faibles variations de la forme de la surface terrestre, notamment celles associées aux tremblements de terre et à l'activité volcanique, renforçant ainsi les efforts de gestion des risques. Les deux satellites seront lancés ensemble à bord d'un lanceur Vega-C en 2029.
“Harmony sera utilisée pour mesurer de faibles variations de la forme de la surface terrestre, notamment celles associées aux tremblements de terre et à l'activité volcanique”
Comme le rappelle Simonetta Cheli, directrice des programmes d'observation de la Terre de l'ESA, les « Earth Explorer sont essentiels pour notre programme FutureEO, qui a pour objectif de développer des missions et des concepts satellites novateurs ainsi que de tester des technologies de pointe ».
Observer les changements de forme de la Terre
Harmony se compose de deux satellites identiques en orbite autour de la Terre, dotés d'un radar à synthèse d'ouverture, pour capter les signaux émis et rétro diffusés par Sentinel-1, et d'un imageur infrarouge thermique multivue. Ces technologies, bien que nécessitant un développement rapide dans un délai de cinq ans, sont conçues pour permettre un vol en tandem efficace avec Sentinel-1. Concernant les radars, réalisés par Thales Alenia Space, ces instruments représentent une avancée générationnelle dans l'architecture des radars à synthèse d'ouverture (SAR), car ils répondent aux exigences d'observation en tirant pleinement parti de la numérisationnumérisation électronique. Ils effectuent un échantillonnageéchantillonnage direct du signal d'écho sur la fréquence porteuse utilisée par Sentinel-1 (bande C).
En ce qui concerne les principales fonctions de ces instruments de réceptionréception, le concept de radar bistatique non coopératif nourrit le développement de techniques innovantes pour la synchronisation temporelle et de phase. De plus, pour atteindre les performances d'observation requises, tout en s'inscrivant dans une classe de plateforme compatible avec le lancement simultané de deux satellites par le lanceurlanceur VEGAVEGA-C, il est impératif de concevoir des solutions optimisées en volumevolume et massemasse.
Mission inédite
Les deux satellites Harmony travailleront en synergiesynergie avec le satellite Copernicus Sentinel-1C pour fournir des observations à haute résolutionrésolution des mouvementsmouvements à la surface de la Terre. Cette mission est « inédite tant par sa technique de mesure que par la diversité des informations qu'elle apportera », a déclaré Florence Hélière, responsable du projet Harmony.
Les objectifs principaux incluent l'étude des « interactions entre l'océan et l'atmosphère, la dynamique des glaciersglaciers, ainsi que les changements de surface liés aux tremblements de terre et à l'activité volcanique, en plus de la gestion des risques ». La mission fournira des données précieuses sur divers processus terrestres, tels que les déformations causées par les tremblements de terre et l'activité volcanique, ainsi que les mouvements des glaciers.
Ces « changements de forme » englobent en effet les mouvements et déformations « observés à l'interface atmosphèreatmosphère-océan (ventsvents, vaguesvagues, courants), à la surface terrestre (tensions tectoniques, modifications de la hauteur des volcans) et dans la cryosphèrecryosphère (variations de l'écoulement et de l'épaisseur des glaciers) ». Florence Hélière explique que l'observation de ces phénomènes depuis l'espace permet de « mesurer à grande échelle (plusieurs centaines de kilomètres), de manière répétée et sur l'ensemble de la planète ». La mission Harmony contribuera ainsi à une « compréhension approfondie de ces phénomènes, permettant aux scientifiques d'intégrer les données satellitaires dans leurs modèles climatiquesmodèles climatiques pour en analyser les effets sur l'évolution de notre Planète ».
Sur le plan opérationnel, la mission débutera avec une phase XTI d'un an, durant laquelle les deux satellites voleront en formation serrée pour effectuer des observations interférométriques. Cette configuration permettra de générer des séries chronologiques de hauteur de surface, facilitant l'analyse des changements. Par la suite, la mission sera reconfigurée pour une phase Stereo de trois ans, où un satellite Harmony se positionnera devant Sentinel-1 et l'autre derrière, à une distance d'environ 350 à 400 kilomètres pour optimiser la diversité angulaire de leurs observations.
Au terme de cette phase, une nouvelle période de XTI d'un an sera mise en place pour observer les changements lents de la topographie par rapport aux premières données recueillies. Le segment spatial de la mission sera ainsi conçu pour une duréedurée de vie totale de cinq ans.
