Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem
Pour les articles homonymes, voirPace.
| Organisation |  NASA |
|---|---|
| Constructeur | Goddard (NASA) |
| Domaine | Étude duphytoplancton, desaérosols et des nuages |
| Statut | Opérationnel |
| Lancement | 8 février 2024 |
| Lanceur | Falcon 9 |
| Durée de vie | 3 ans (mission primaire) |
| Identifiant COSPAR | 2024-026A |
| Site | [1] |
| Masse au lancement | 1 701 kg |
|---|---|
| Dimensions | 1,5 x 1,5 x 3,2 m |
| Ergols | Hydrazine |
| Masse ergols | 235 kg |
| Contrôle d'attitude | Stabilisé 3 axes |
| Source d'énergie | Panneaux solaires |
| Puissance électrique | 2 700 watts |
| Orbite | Orbite polaire |
|---|---|
| Altitude | 677 km |
| Inclinaison | 98° |
| OCI | Spectromètre |
|---|---|
| HARP | Polarimètre |
| SPEXone | Spectro-Polarimètre |
PACE (acronyme enanglais de :Plankton,Aerosol,Cloud, oceanEcosystem ; litt. « Plancton, aérosol, nuage, écosystème océanique ») est unemission d'observation de la Terre de laNASA dont l'objectif est l'étude duphytoplancton, ainsi que celle desaérosols et desnuages. Cette mission prend le relais d'instruments existants embarqués sur les satellitesSuomi NPP etJPSS.
PACE est un satellite de 1700 kilogrammes stabilisé 3 axes. Son instrument principal est lespectromètre OCI couvrant une large bande spectrale allant de l'ultraviolet à l'infrarouge (340-890 nanomètres et 7 bandes infrarouges entre 940 et 2260 nm) qui permet de mesurer lacouleur des océans et de fournir des informations sur la composition biologique des eaux océaniques. Le satellite emporte par ailleurs deuxpolarimètres qui mesurent les propriétés optiques de l'atmosphère et les caractéristiques des aérosols.
Le projet est approuvé en 2015 et le développement est confié aucentre de vol spatial Goddard, un établissement de la NASA. Son cout total début 2024 est de 964 millions US$. Le satellite est placé sur uneorbite héliosynchrone le 8 février 2024. La durée de sa mission primaire est de 3 ans mais il emporte suffisamment d'ergols pour permettre une prolongation de 7 ans.
L'agence spatiale américaine, la NASA, propose le développement de la mission PACE pour assurer la continuité des mesures effectuées actuellement par les instruments embarqués à bord des satellitesSuomi NPP et de l'instrumentVIIRS du satelliteJPSS.
Les principaux objectifs scientifiques de la mission PACE sont[1] :
Les données recueillies ont également une utilité opérationnelle[1] :
La NASA donne son feu vert en 2015 au développement de la mission PACE (acronyme dePlankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem c'est-à-dire Plancton, Aérosol, nuage, écosystème océanique). Le coût du projet, qui est placé sous la responsabilité duCentre de vol spatial Goddard, est fixé initialement à 805 millions US$[2]. Mais le présidentDonald Trump, hostile aux recherches sur le changement climatique, tente durant les quatre années de sa législature d'annuler le projet qui n'est préservé que grâce au soutien duCongrès américain[3],[4].
Le satellite PACE, dont les dimensions sont de 1,5 x 1,5 x 3,2 m sous la coiffe de son lanceur, a une masse au lancement de 1 701 kg. Laplateforme eststabilisée 3 axes. La production d'énergie est assurée par 3 panneaux solaires (chacun mesure 2,54 x 4,39 mètres) qui fournissent au moins 2700 watts en début de mission. Sa propulsion est assurée par 8 moteurs-fusées qui brulent de l'hydrazine. Le satellite emporte 235 kilogrammes d'ergols qui doivent lui permettre de fonctionner durant 10 ans. Les commandes et les télémesures sont transmises enbande S tandis que les données scientifiques sont transmises enbande Ka[5].
L'instrument principal de PACE est lespectromètre OCI qui collecte les caractéristiques de la lumière réfléchie par l'océan. Ces données sont complétées par deuxpolarimètres consacrés à l'étude des nuages et des aérosols. Les mesures effectuées par lespectromètre/radiomètre, permet de déterminer les caractéristiques duphytoplancton ainsi que d'autres constituants biogéochimiques des eaux de surface. Cet instrument doit prendre la suite d'instruments installés sur des satellites vieillissants commeAqua ouTerra. Les données recueillies doivent permettre de mesurer l'impact des changements climatiques sur l'abondance du phytoplancton et de préciser ainsi le fonctionnement ducycle du carbone.
OCI (Ocean Color Instrument) est l'instrument principal. Il est fourni par lecentre de vol spatial Goddard. Ce spectromètre effectue ses observations dans unebande spectrale qui va de l'ultraviolet au proche infrarouge (340 à 890 nanomètres par pas de 5 nm (instrument hyperspectal) ainsi dans cinq bandes spectrales étroites dans l'infrarouge (940, 1038, 1250, 1378, 1615, 2130 et 2260 nm). La résolution spatiale est de 1 kilomètre au nadir et la fauchée est de 2663 km. L'ensemble des océans sont observés en un à deux jours. L'instrument a une masse de 241 kg et consomme 275 watts[6].
OCI comprend un télescope orientable qui permet de balayer la surface de manière transverse au sens du déplacement du satellite avec un angle atteignant 56,5 degrés par rapport au nadir, deux spectrographes à fente hyperspectraux (l'un couvre décompose la lumière dans l'ultraviolet et une partie du spectre visible, l'autre couvre le reste du spectre visible et l'infrarouge) et un filtre multi-bandes couplé par fibre optique[6].
OCI hérite des nombreux développements technologiques effectués dans le domaine par la NASA ainsi que des vols d'instruments opérationnels antérieurs à bord de missions de l'agence spatiale. Le premier instrument mesurant la couleur de l'océan a été ainsi développé par la NASA : CZCS était embarqué à bord dusatellite météorologiqueNimbus 7 de l'agence spatiale placé en orbite en 1979. La NASA a par la suite mis au point les instruments SeaWiFS (1997 à 2010), VIIRS embarqué à bord deSuomi NPP, MODIS installé des satellitesAqua etTerra. L'avionique d'OCI (communications, pointage) utilise une électronique beaucoup plus compacte développé dans le cadre du programme iMUSTANG. Le télescope utilisé par OCI bénéficie également de la mise au point du prototype ORCA (Ocean Radiometer for Carbon Assessment) réalisé entre 2001 et 2014 dans le cadre d'un programme interne du centre de vol spatial Goddard[6],[7].
HARP 2 (Hyper-Angular Rainbow Polarimeter) est unpolarimètre/imageur qui collecte des données sur les aérosols et les nuages mais également sur la surface des terres et des océans. Il mesure la lumière réfléchie dans quatre bandes spectrales (669, 441, 549 et 873 nm) en effectuant ces observations sous 60 angles différents (669 nm) et 10 angles (pour les autres fréquences) et avec trois angles de polarisation. La largeur des bandes va de 12 nm (459 nm) à 43 nm (873 nm) Les données recueillies permettent de mesurer les caractéristiques des particules formant les aérosols telles que leur distribution, leur quantité, leurindice de réfraction et leur forme géométrique. L'instrument réalise la couverture complète de la planète en 2 jours avec une résolution spatiale de 2,6 kilomètres. HARP 2 a une masse de 9,6 kg et consomme 11,5 watts. L'instrument est fourni par l'Université du Maryland[8].
Lepolarimètre-spectromètre SPEXone (Spectro-Polarimeter for Planetary Exploration) mesure l'intensité, le degré de polarisation linéaire et l'angle de cette polarisation de la lumière réfléchie par l'atmosphère terrestre, les terres et les océans. Ces mesures permettent de déterminer les caractéristiques des aérosols présents dans l'atmosphère. SPEXone mesure la polarisation dans la bande spectrale 385-770 nm avec unerésolution spectrale de 2,5 nm pour la radiance et 10-40 nm pour le degré de polarisation linéaire. L'instrument qui pèse 15 kg consomme 20 watts. Il observe une zone large de 100 km avec une résolution spatiale de 5,4 x 4,6 km. Le relevé de l'ensemble de la planète est effectué en un mois. SPEXone est développé par un consortium dirigé par la société néerlandaise SRON et la filiale néerlandaise d'Airbus DS[9].
| Caractéristique | OCI | HARP 2 | SPEXone |
|---|---|---|---|
| Bande spectrale | 342,5 - 887,5 intervalle de 5nanomètres | 440, 550, 670 (largeur 10 nm) 870 nm (largeur 40 nm) | 385 - 770 nanomètres intervalle de 2 à 4 nm |
| Bandes spectrales infrarouges (OCI) | 7 bandes centrées sur 940, 1038, 1250, 1378, 1615, 2130 et 2260 nm | ||
| Nombre angles de vues | ± 20° dans le sens du déplacement | 10 réparties sur 114° pour les longueurs d'onde 440, 550, 870 nm; 60 à 670 nm | -57°, -20°, 0°, 20°, 57° |
| Fauchée | ± 56.5° (2663 km avec une inclinaison de 20°) | ± 47° (1556 km au nadir) | 4.5° (106 km au nadir) |
| Couverture complète | 1 à 2 jours | 2 jours | plus de 30 jours |
| Résolution spatiale | 1 kilomètres au nadir | 3 km | 2,5 km |
Le satellite PACE est lancé le 8 février 2024 par un lanceurFalcon 9 décollant de labase de lancement de Cape Canaveral. Il est placé sur uneorbite héliosynchrone à une altitude de 677 kilomètres avec uneinclinaison orbitale de 98 degrés[11]. Les données collectées sont stockées durant sept orbites (volume total : 1,7 téraoctets) avant d'être transmises aux stations terriennes avec un débit de 600 mégabits par seconde. La durée de la mission primaire est de 3 ans et le satellite dispose de consommables (ergols) pour une durée de 10 ans[12].
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| La première date est celle du lancement du lancement (du premier lancement s'il y a plusieurs exemplaires). Lorsqu'elle existe la deuxième date indique la date de lancement du dernier exemplaire. Si d'autres exemplaires doivent lancés la deuxième date est remplacée par un -. Pour les engins spatiaux autres que les lanceurs les dates de fin de mission ne sont jamais fournies. | |||||||||||||||||
