Sentinel (satellite)

famille de satellites d'observation de la Terre

Les satellites Sentinel (Sentinelle en français[1]), sont une famille de satellites d'observation de la Terre et d'instruments embarqués destinés à remplacer notamment le satellite ENVISAT[2]. Ils constituent le volet spatial du programme Copernicus de l'Union européenne.

Satellite Sentinel-2A peu avant son lancement en 2015.

À la suite d'un accord signé le entre la Commission européenne et l'Agence spatiale européenne, celle-ci est chargée de développer et de livrer l’infrastructure spatiale permettant de répondre aux besoins définis par la CE en matière de services GMES axés sur l’environnement et la sécurité, deux grands sujets de préoccupation pour l'Europe. Le premier contrat de 624 millions d'euros permet de lancer les études de réalisation des trois premiers satellites Sentinelles (Sentinel 1A, 1B et 2) et de mettre en place le segment sol nécessaire à la réception, au traitement et à la diffusion des données (provenant des Sentinelles et d’autres satellites) aux utilisateurs, de même qu’il offrira à l’ESA la possibilité d’entreprendre ultérieurement d’autres développements. Durant l'été 2009, le programme bénéficie de l'accord-cadre GMES signé entre ESA et Eumetsat[3].

Sentinel-1Modifier

Sentinel-1A et 1B sont équipés d'un radar à synthèse d'ouverture fournissant des images de 10 mètres de résolution, qui grâce à son capteur, peut fonctionner par temps couvert ou de nuit[4].

Caractéristiques techniquesModifier

L'Agence spatiale européenne a attribué le contrat de 229 M€ à Thales Alenia Space, le [5]. Il est construit autour de la plateforme PRIMA développée par Thales Alenia Space pour l'Agence spatiale italienne (ASI). Sentinel-1 aura une masse au lancement de 2 300 kg, une orbite de 700 km et une résolution au sol variant de 5 à 25 mètres en fonction du mode opératoire sélectionné, assurant la continuité des données fournies par les radars SAR montés à bord de ERS et de ENVISAT.

DéploiementModifier

 
Lancement Sentinel-2A par une fusée Vega décollant de la base de lancement de Kourou.

Sentinel-1A est lancé le à 21h02 GMT du Centre spatial guyanais[6]. Alors que le satellite n'est en orbite que depuis quelques heures et que ses systèmes ne sont encore que partiellement activés, les opérateurs sont informés que le micro satellite scientifique de la NASA ACRIMSAT qui ne dispose plus d'aucune capacité de manœuvre se trouve sur une trajectoire de quasi collision (moins de 20 mètres) avec le satellite européen. Les opérateurs de l'ESA doivent effectuer une manœuvre en catastrophe en utilisant la propulsion durant 39 secondes pour éviter une collision qui aurait pu détruire le satellite de 300 millions € avant qu'il n'entre en service[7],[8]. Sentinel-1B est lancé le depuis Centre spatial guyanais.

Sentinel-2Modifier

Chacun des deux satellites Sentinel-2 observera la totalité des terres émergées tous les dix jours, avec une résolution de 10 m à 60 m, dans treize bandes spectrales allant du visible au moyen infrarouge. À eux deux, ils permettront des observations de toutes les terres émergées tous les cinq jours. En tenant compte de l'ennuagement, il sera tout de même possible d'obtenir une donnée claire par mois sur la grande majorité des terres. C'est cette capacité d'observation multi-temporelle qui constitue le véritable apport de la mission Sentinel-2, même si les données des satellites Sentinel-2 offriront aussi aux utilisateurs une bonne richesse spectrale. Les données seront principalement utilisées dans les domaines de l'agriculture, la sylviculture, la détermination de l'occupation des sols, la caractérisation des habitats et la biodiversité, et serviront aussi à l'observation et la prévention des catastrophes naturelles, comme les inondations, éruptions volcaniques, affaissements et glissements de terrains

Le contrat, d'un montant de 195 M€, a été attribué le à EADS Astrium Satellites.

Le premier satellite de 1,1 tonne lancé par un lanceur Vega le [9] et le second par un lanceur Rockot le [10],[11] pour une mission de sept ans, éventuellement prolongeable de cinq ans.

Les satellites sont équipés de l'instrument MSI fonctionnant dans treize bandes spectrales allant du visible au moyen infrarouge. Quatre bandes spectrales (bleu (490 nm), vert (560 nm), rouge (670 nm) et proche infrarouge (850 nm) sont fournies à 10 m de résolution, trois bandes spectrales (440, 940 et 1370 nm) sont destinées aux corrections atmosphériques ont une résolution de 60 m, les six bandes restantes sont fournies à 20 m de résolution. L'instrument permet d'observer une fauchée de 290 km de largeur.

À partir de mi-2013, le Centre national d'études spatiales mettra à disposition des futurs utilisateurs de Sentinel-2 des données du satellite SPOT-4 acquises avec une répétitivité de cinq jours sur 42 sites de 60 par 60 km2 à 220 par 170 km2, répartis dans le monde. Les prises de vues seront réalisées du 1er février au , à l'occasion de l'expérience SPOT 4 - Take 5 réalisée avant la désorbitation de SPOT-4[12]. La mission Vénμs permettra quant à elle de fournir des données avec une répétitivité de deux jours sur une centaine de sites de 28 par 28 km2 à partir de fin 2014.

Sentinel-3Modifier

 
Satellite Sentinel-3 (vue d'artiste).

Sentinel 3 est conçu pour une mission d'océanographie ainsi que de surveillance de la végétation sur les terres émergées, les deux satellites ont été lancés par le lanceur Rockot le et le [13].

Sentinel-4Modifier

Sentinel-4 sera affecté à des missions de météorologie et de climatologie, plus précisément à l'étude de la composition de l'atmosphère au dessus de l'Europe et de l'Afrique du nord, dans le but de tracer les principaux gaz polluants. Sentinel 4 ne sera pas un satellite autonome mais un instrument embarqué sur des satellites Météosat troisième génération (MTG) placés sur une orbite géostationnaire. Le premier satellite de cette famille devrait être lancé en 2023.

Sentinel-5 / Sentinel-5PModifier

 
Maquette satellite Sentinel-5P.

Sentinel-5 regroupe des missions fournissant également des données sur la composition de l'atmosphère. Comme Sentinel-4 il s'agit d'instruments embarqués comme charge utile sur les satellites météorologiques MetOp-SG circulant sur une orbite polaire. La charge utile Sentinel-5 ne pouvant être placée en orbite que vers 2021 du fait du planning de développement du satellite porteur, l'Agence spatiale européenne a décidé la réalisation d'un petit satellite chargé de fournir des données équivalentes pour la période 2015-2020 baptisé Sentinel-5 Precursor. Ce satellite a été lancé le [14].

Sentinel-6Modifier

 
Satellite Sentinel-6 (vue d'artiste).

Sentinel-6 devrait consister en des missions d'altimétrie pour poursuivre la mission de Jason-2.

Deuxième génération de satellites SentinelModifier

Une deuxième génération de satellites du programme Copernicus est en cours de développement depuis le début des années 2000 pour répondre à la fois à des besoins non satisfaits par les satellites déjà déployés ou en cours de déploiement et pour accroitre les capacités du segment spatial du programme. Ce sont[15]  :

  • Sentinel-10/CHIME (Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment) est un satellite utilisant la nouvelle technique d'imagerie hyperspectrale (observation sur plusieurs centaines de longueurs d'ondes contiguës en lumière visible et infrarouge proche et court) pour fournir des données utiles pour l'agriculture, la sécurité alimentaire, l'état des sols, la biodiversité, les catastrophes naturelles, les eaux côtières et les eaux intérieures et les forêts[16].
  • Sentinel-11/CIMR (Copernicus Imaging Microwave Radiometer) doit disposer d'un radiomètre micro-ondes à fauchée large qui collectera la température de la surface des océans, le volume des glaces dans les océans et la salinité des eaux de surface ainsi que de nombreux autres paramètres portant sur les glaces des mers. La mission répond à de nombreux besoins hautement prioritaires des communautés d'utilisateurs de l'océan Arctique[17].
  • Sentinel-7/CO2M (Copernicus CO2 Monitoring Mission) dispose d'une nouveau spectromètre fonctionnant dans le proche infrarouge et l'infrarouge court pour mesurer la quantité de dioxyde de carbone produit par l'activité humaine. Ces données doivent permettre de disposer de chiffres plus précis sur les émissions de ce gaz produit par la combustion des sources d'énergie fossile à l'échelle nationale et régionale. Ces données en provenance d'une source d'information indépendante permettront de mesurer l'efficacité de la politique de décarbonisation de l'Europe[18].
  • Sentinel-9/CRISTAL (Copernicus polaR Ice and Snow Topography ALtimeter) dispose d'un radioaltimètre bi-fréquences et d'un radiomètre micro-ondes qui doit mesurer et surveiller l'épaisseur de la glace et l'épaisseur de la neige qui la recouvre. Le satellite doit également mesurer et surveiller les changements d'épaisseur des calottes glaciaires et des glaciers de l'ensemble de la planète. Les mesures de l'épaisseur de la glace seront utilisées pour les opérations maritimes dans les mers polaires et pour planifier à plus long terme les activités dans les régions polaires. Dans la mesure ou les changements saisonniers affectant la glace des mers sont particulièrement sensibles aux changements climatiques, cette mission doit permettre d'améliorer notre compréhension des processus de changement climatique[19].
  • Sentinel-8/LSTM (Land Surface Temperature) dispose d'un capteur infrarouge thermique à haute résolution spatio-temporelle qui doit mesurer la température de la surface des terres. La mission répond à des besoins prioritaires de la communauté des utilisateurs de l'agriculture et a pour objectif d'améliorer la production agricole de manière soutenable dans un contexte d'une diminution des ressources en eau et de variabilité du climat. La mesure de la température de la surface et le calcul dérivé de l'évapotranspiration sont des variables clés permettant de comprendre et de répondre à la variabilité du climat, de gérer les ressources en eau pour les besoins de l'agriculture, de prédire les sécheresses, de gérer la dégradation des sols, les catastrophes naturelles tels que les incendies, les éruptions volcaniques, de gérer les eaux côtières et les eaux intérieures ainsi que les problèmes liés au réchauffement dans les villes[20].
  • Sentinel-12/ROSE-L (Radar Observing System for Europe at L-band) emporte un radar à synthèse d'ouverture fonctionnant en bande L. Cette longueur d'onde permet de traverser des matériaux tels que la végétation, la neige sèche et la glace. Cette mission doit fournir des données qui ne peuvent pas être produites par le radar fonctionnant en bande C des satellites Sentinel-1. Les mesures effectuées seront utilisées pour la gestion de la forêt, la surveillance de l'humidité des sols et la détermination de la nature des cultures contribuant à la prévention des famines. Cette mission contribuera également à la surveillance de l'épaisseur des glaces polaires et de la banquise, à la mesure de l'étendue des glaces des mers dans les régions polaires et à celle de la neige saisonnière[21].

Satellites en orbite et lancements planifiésModifier

Planning des lancements
Date lancement Désignation Satellite ou instrument Objectif Charge utile Lanceur Identifiant COSPAR Statut / Référence
Sentinel-1A Satellite Image tous temps Radar à synthèse d'ouverture Soyouz 2014-016A Opérationnel[22]
Sentinel-2A Satellite Image visible et infrarouge Imageur multi spectral Vega 2015-028A Opérationnel[23]
Sentinel-3A Satellite Observation des océans Radiomètres, Imageur multi spectral, altimètre Rockot 2016-011A Opérationnel[24]
Sentinel-1B Satellite Image tous temps Radar à synthèse d'ouverture Soyouz 2016-025A Opérationnel[22]
Sentinel-2B Satellite Image visible et infrarouge Imageur multi spectral Vega 2017-013A Opérationnel[23]
Sentinel-5 Precursor Satellite Composition de l'atmosphère Spectromètre imageur ultraviolet, visible et infrarouge Rockot 2017-064A Opérationnel[25]
Sentinel-3B Satellite Observation des océans Radiomètres, Imageur multi spectral, altimètre Rokot-KM 2018-039A Opérationnel[24]
Sentinel-6A Satellite Topographie des océans Altimètre Falcon 9 21.11.2020 Opérationnel. Jason-CS[26]
Missions planifiées
2021 Sentinel-3C Satellite Observation des océans Radiomètres, Imageur multi spectral, altimètre Rokot-KM [24]
2021 Sentinel-4A Instrument Analyse de l'atmosphère Sondeur infrarouge et ultraviolet Embarqué sur le satellite météorologique géostationnaire Météosat troisième génération- 1[27].
2021 Sentinel-1C Satellite Image tous temps Radar à synthèse d'ouverture [22].
2021 Sentinel-2C Satellite Image visible et infrarouge Imageur multi spectral Vega [23].
2023 Sentinel-5A Instrument Analyse de l'atmosphère Sondeur infrarouge et ultraviolet Embarqué sur le satellite météorologique polaire MetOp-SG-A-1[28].
2025 Sentinel-7A/CO2M 1 Satellite Mesure du dixoxyde de carbone de l'atmosphère Spectromètre infrarouge [29]
2025 Sentinel-7B/CO2M 2 Satellite Mesure du dixoxyde de carbone de l'atmosphère Spectromètre infrarouge [29]
2026 Sentinel-6B Satellite Topographie des océans Altimètre Falcon 9 [26]
2027 Sentinel-9/CRISTAL Satellite Mesure et surveillance de la neige, banquise, glaciers Radar altimètre et radiomètre micro-ondes [30]
2027 Sentinel-12/ROSE-L Satellite Mesure de l'humidité du sol, des cultures, ... Radar à synthèse d'ouverture en bande L [31]
2028 Sentinel-11A/CIMR 1 Satellite Mesure de la température de la surface des mers, salinité, glace des mers Radiomètre micro-ondes multi-fréquences [32]
2028 Sentinel-11B/CIMR 2 Satellite Mesure de la température de la surface des mers, salinité, glace des mers Radiomètre micro-ondes multi-fréquences [32]
2029 Sentinel-4B Instrument Analyse de l'atmosphère Sondeur infrarouge et ultraviolet Embarqué sur le satellite météorologique géostationnaire Météosat troisième génération 2[27]
2029 Sentinel-8/LSTM Satellite Mesure de la température de la surface des terres Capteur infrarouge thermique [33]
2029 Sentinel-10/CHIME Satellite Imagerie hyperspectrale Imageur hyperspectral infrarouge [34]
2030 Sentinel-5B Instrument Analyse de l'atmosphère Sondeur infrarouge et ultraviolet embarqué sur le satellite météorologique polaire MetOp-SG-A-2[28]
2037 Sentinel-5C Instrument Analyse de l'atmosphère Sondeur infrarouge et ultraviolet embarqué sur le satellite météorologique polaire MetOp-SG-A-3[28]

Notes et référencesModifier

  1. « ESA - Synergie française », sur Agence spatiale européenne, (consulté le )
  2. Josef Aschbacher, Chef du Bureau segment spatial GMES ESA/ESRIN, « Les “Sentinelles” spatiales, de nouveaux outils au service d’une amélioration des politiques européennes en matière d’environnement et de sécurité », 28 février 2008, www.esa.int
  3. « Eumetsat et l’ESA signent l’Accord-cadre GMES », sur le site web de Santinelle-3, 20 octobre 2009, en ligne sentinelle3.com
  4. Marie-Ange Sanguy, « Sentinel 1A-Première pierre spatiale du Copernicuss », Espace & Exploration n°21,‎ , p. 30 à 33
  5. « Sentinelle-1, premier satellite environnemental de GMES », 19 juin 2007, dans www.flashespace.com
  6. « Le satellite d’Observation de la Terre Sentinel-1A lancé avec succès », communiqué de presse d'Arianespace le 3 avril 2014.
  7. (en) Stephen Clark, « Sentinel satellite's first day in space was unusually tense », spaceflightnow.com,
  8. (en) Sentinel-1A team, « A night shift like never before », ESA,
  9. Sentinel-2A prêt au départ à Kourou par Sylvestre Huet sur {SCIENCES²}/Libération le 22 juin 2015.
  10. http://www.esa.int/esaLP/SEM097EH1TF_LPgmes_0.html
  11. « Sentinel-2 », ESA Earth Online (consulté le )
  12. http://www.cesbio.ups-tlse.fr/multitemp/?p=4
  13. « Sentinel-3 », ESA Earth Online (consulté le )
  14. (en) « Air quality-monitoring satellite in orbit », Agence spatiale européenne,
  15. (en) « Copernicus High Priority Candidates », Agence spatiale européenne (consulté le )
  16. (en) Division des missions scientifiques d'observation de la Terre, Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment - Mission Requirements Document, Agence spatiale européenne, (lire en ligne)
  17. (en) Division des missions scientifiques d'observation de la Terre, Copernicus Imaging Microwave Radiometer(CIMR) Mission Requirements Document, Agence spatiale européenne, (lire en ligne)
  18. (en) Division des missions scientifiques d'observation de la Terre, Copernicus CO2 Monitoring Mission Requirements Document, Agence spatiale européenne, (lire en ligne)
  19. (en) Division des missions scientifiques d'observation de la Terre, Copernicus polaR Ice and Snow Topography ALtimeter (CRISTAL) - Mission Requirements Document, Agence spatiale européenne, , 84 p. (lire en ligne)
  20. (en) Division des missions scientifiques d'observation de la Terre, Copernicus High spatio-temporeal resolution land surface temperature - Mission Requirements Document, Agence spatiale européenne, , 89 p. (lire en ligne)
  21. (en) Division des missions scientifiques d'observation de la Terre, Copernicus L-band SAR - Mission Requirements Document, Agence spatiale européenne, , 90 p. (lire en ligne)
  22. a b et c (en) Gunter Krebs, « Sentinel 1A, 1B, 1C, 1D », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  23. a b et c (en) Gunter Krebs, « Sentinel 2A, 2B, 2C, 2D », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  24. a b et c (en) Gunter Krebs, « Sentinel 3A, 3B, 3C, 3D », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  25. (en) Gunter Krebs, « Sentinel 5-p », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  26. a et b (en) Gunter Krebs, « Jason-CS A, B (Sentinel 6A, 6B / S », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  27. a et b (en) Gunter Krebs, « MTG-S 1, 2 (Meteosat 13, 16 / Sentinel 4A, 4B) », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  28. a b et c (en) Gunter Krebs, « METOP-SG-A 1, 2, 3 », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  29. a et b (en) Gunter Krebs, « CO2M (Sentinel 7) », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  30. (en) Gunter Krebs, « CRISTAL (Sentinel 9) », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  31. (en) Gunter Krebs, « ROSE-L (Sentinel 12) », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  32. a et b (en) Gunter Krebs, « CIMR (Sentinel 11) », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  33. (en) Gunter Krebs, « LSTM (Sentinel 8) », sur Gunter's Space Page (consulté le )
  34. (en) Gunter Krebs, « CHIME (Sentinel 10)) », sur Gunter's Space Page (consulté le )

AnnexesModifier

Articles connexesModifier

Liens externesModifier