L'Agence spatiale européenne (ESA) est sur le point de lancer une mission d'une complexité extrême ayant pour objet d'étudier le champ de gravité terrestre et d'établir une carte de la surface de référence (le géoïde) de notre planète avec une résolution et une précision inégalées.
Le satellite GOCE (Mission d'étude de la gravité et de la circulation océanique en régime stable) sera lancé sur une orbite basse quasi-héliosynchrone par une fusée russe Rockot depuis le cosmodrome de Plesetsk, situé à environ 800 km au nord de Moscou. Le décollage doit avoir lieu le mercredi 10 septembre à 16h21 (heure de Paris). Le lanceur Rockot est exploité par Eurockot Launch Services, entreprise commune créée par EADS Astrium et le Centre spatial Khrounitchev (Russie).
Ce satellite de 1 tonne de l'ESA sera équipé de six accéléromètres ultra sensibles de haute technologie, destinés à mesurer les composantes du champ de gravité selon trois axes. A partir des données recueillies par GOCE, les scientifiques établiront une carte à haute résolution du géoïde, c'est-à-dire de la surface de référence de notre planète, ainsi que des anomalies gravitationnelles. Cette carte permettra de faire considérablement progresser les connaissances sur la structure interne du globe terrestre et de disposer d'une bien meilleure référence pour étudier les océans et le climat, notamment les modifications du niveau de la mer, la circulation océanique et la dynamique des calottes polaires. La mission GOCE devrait aboutir à de nombreuses applications en climatologie, en océanographie et en géophysique, mais aussi dans les domaines de la géodésie et de la localisation.
Pour parvenir à réaliser cette mission, l'ESA, ses partenaires industriels (45 entreprises européennes pilotées par Thales Alenia Space) et la communauté scientifique ont dû relever un défi technique impressionnant. Il s'agissait en effet de concevoir un satellite qui puisse évoluer suffisamment près de la Terre pour recueillir des données gravitationnelles de haute précision tout en s'affranchissant des perturbations dues à la présence d'une atmosphère résiduelle sur orbite terrestre basse (à 260 km d'altitude seulement). Les efforts déployés dans ce sens ont abouti à la réalisation d'un satellite aérodynamique de 5 mètres de longueur, évoquant la forme d'une flèche et doté de propulseurs ioniques de faible puissance pour la compensation de la trainée atmosphérique.
GOCE est la première mission de base du Programme d'exploration de la Terre entrepris par l'ESA en 1999 dans le but de faire avancer la recherche sur l'atmosphère terrestre, la biosphère, l'hydrosphère, la cryosphère et l'intérieur du globe ainsi que sur leurs interactions, et de mieux comprendre les conséquences des activités humaines sur ces processus naturels. Elle sera la première d'une série de missions d'exploration de la Terre à venir, avec cinq lancements prévus au cours des deux prochaines années.
Deux autres missions de base, qui aborderont des thématiques spécifiques répondant à des préoccupations importantes pour le grand public, sont en cours de développement: ADM-Aeolus, qui étudiera la dynamique atmosphérique (2010), et EarthCARE, destinée à explorer le bilan radiatif terrestre (2013). Trois missions circonstancielles d'exploration de la Terre, de moindre envergure, sont également en préparation: Cryosat-2, qui mesurera l'épaisseur des glaces (2009), SMOS, conçue pour étudier l'humidité des sols et la salinité des océans (2009), et Swarm, qui aura pour objet de suivre l'évolution du champ magnétique (2010).
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