Enfin lancé, Goce ausculte l’intimité de la Terre

Espace Le satellite européen Goce va étudier le champ gravitationnel de la planète. Et ainsi mieux cerner ses hoquets climatiques

REPORTAGE

Frascati (Italie)

De notre envoyé spécial

Le temps était radieux, mardi après-midi, à Frascati, sur les hauteurs de Rome. Cela n’empêchait pas une certaine appréhension chez les spécialistes du Centre de l’Esa spécialisé dans l’observation de la Terre (Esrin). Même Rune Floberghagen, directeur de la mission Goce à l’Agence spatiale européenne, en tortillait sa cravate. Il faut dire que la veille, à quelques minutes du lancement, le tir avait été annulé. La porte de la tour de protection du lanceur en Russie ne s’était pas ouverte… Mardi par contre, tout le lancement était réglé comme du papier à musique.

« La mission Goce (acronyme anglais signifiant “Mission d’étude de la gravité et de la circulation océanique en régime stable”) va étudier pendant deux ans avec une précision jamais égalée les variations du champ gravitationnel de notre planète », explique Stephen Briggs, responsable scientifique des missions d’observation de la Terre de l’Esa. « Ce qui nous apportera de nouveaux renseignements sur son état de santé. Une connaissance plus précise du champ magnétique nous permet en effet de mieux comprendre certains phénomènes climatiques liés au niveau des océans, à la circulation océanique ou encore à la dynamique des calottes polaires ».

Goce est le premier des sept satellites du programme des « explorateurs de la Terre » de l’Esa, un programme lancé voici tout juste dix ans.

Cette année, il sera rejoint en orbite par deux autres “explorateurs” : Smos, qui étudiera l’humidité des sols et la salinité des océans (lancement en juillet) et Cryosat 2, qui, dès la fin de l’année, mesurera l’épaisseur des glaces polaires.

Une gravitation pas tellement « universelle »

Oubliez ce que vous avez appris : la gravitation n’est pas universelle. Du moins pas universellement identique en tous les points du globe. C’est pour étudier ces infimes variations que le satellite Goce a été mis au point par Thalès Alenia Space et 45 entreprises européennes pour le compte de l’ESA.

La gravité est une des forces fondamentales de la nature, comme l’électromagnétisme, l’interaction nucléaire forte, etc. Dans l’Univers, tout ce qui a une masse engendre de la gravité. C’est le cas de la Terre, de la Lune, des étoiles… À la surface de la Terre, cette force d’accélération désignée par la lettre « g » affiche une valeur moyenne de 9,8 mètres par seconde au carré. « Il s’agit bien d’une moyenne. Tout d’abord parce que la Terre n’est pas parfaitement ronde, explique Rune Floberghagen, directeur de la mission Goce. Elle est légèrement aplatie au niveau des pôles et ressemble donc à un ellipsoïde, ses pôles se trouvant de 21 km plus proches de son centre que l’équateur. Cela a comme résultat que l’accélération de la gravité est de 9,788 m/s2 à l’équateur pour un maximum de 9,838 m/s2 aux pôles, la force de gravitation diminuant en fonction du carré de la distance du centre de masse. »

La Terre : un « patatoïde »

D’autre part, la composition interne hétéroclite de la Terre, avec des densités de matériaux variables, est aussi la source d’irrégularités gravitationnelles. Il en va de même selon la distribution des continents, la présence de chaînes de montagnes, d’abysses océaniques, la répartition des calottes polaires, etc. Même les grandes constructions humaines peuvent avoir un impact local ! Vue au plan gravitationnel, la Terre n’est donc pas une boule bien lisse mais plutôt une sorte de « patatoïde ». Ce « patatoïde », soit la forme gravitationnelle de la Terre, est appelé « géoïde ». Il présente un minimum au sud de l’Inde (– 104 m) et un maximum en Papouasie (+ 83 m). Ce géoïde désigne la surface où le potentiel gravitationnel est constant. Il s’agit de la surface hypothétique sur laquelle la Terre exercerait partout la même force de gravité. En réalité, cela varie suivant l’endroit où l’on se trouve. « Pour mesurer ces infimes disparités, Goce va donc “ voler” au plus près du globe terrestre, à 265 km d’altitude à peine. C’est ce qui explique son profil aérodynamique. Il flirtera continuellement avec les hautes couches de l’atmosphère susceptibles de le freiner. D’où l’adjonction de petits moteurs ioniques pour rectifier son altitude », précise Volker Liebig, directeur de l’ESA en charge de l’observation de la Terre. « Il dispose aussi d’instruments de mesure ultraprécis dont le principal est un gradiomètre, reprend Rune Floberghangen. Doté de trois paires d’accéléromètres (pour mesurer le champ gravitationnel dans ses trois axes), il pourra détecter des variations de l’ordre d’un millionième de “g” ! » Pour être aussi précis, Goce doit être parfaitement positionné. Son système GPS livrera aussi des informations sur le champ gravitationnel, en montrant les perturbations de la course du satellite au long des orbites. Enfin, un réflecteur laser permettra de mesurer depuis le sol l’exactitude des données orbitales.

DU BRULLE,CHRISTIAN
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