Le satellite franco-américain TOPEX/Poseidon a été lancé par la fusée Ariane en août 1992 sur une orbite quasi-circulaire inclinée de 66 degrés par rapport à l'équateur, à 1336 km d'altitude. Cette mission océanographique est prévue pour durer 3 à 5 ans. Le satellite possède à son bord, outre des systèmes de positionnement spatial (réflecteurs laser, système radioélectrique DORIS et Global Positioning System), une instrumentation radar propre à mesurer très précisément (à +/- 2-3 cm) son altitude par rapport à la surface de la mer. Cette instrumentation est constituée de deux altimètres TOPEX (ALT, NASA) et Poseidon (SSALT, CNES).
La but de la mission, dont la période de répétitivité est de 10 jours, est double. Il s'agit d'une part d'établir une cartographie de très grande exactitude de la surface moyenne des océans, et d'autre part d'observer la variabilité temporelle de la surface instantanée à court et long termes. Cette mission s'inscrit dans le cadre des études sur l'évolution globale du climat et de son interaction avec les grands courants océaniques.
Cependant, la mise en évidence des phénomènes océanographiques et géophysiques, qui affectent la forme de la surface de la mer, ne peut se faire à la précision de la mesure altimétrique que si le mouvement du satellite est connu avec une précision au moins équivalente. Aussi, cette mission est-elle la première mission spatiale où l'on a cherché à obtenir, à priori, une très grande précision dans la détermination du mouvement orbital du satellite (5 à 10 cm en moyenne, sur la composante radiale), notamment par l'installation sur la plate-forme de systèmes de poursuite les plus récents. Parallèlement à la préparation de cette mission, un effort a été fait dans le même temps pour développer de nouveaux modèles dynamiques et de nouvelles méthodes de calcul d'orbite.
Le Centre National d'Études Spatiales (CNES), côté français, et le Goddard Space Flight Center (GSFC-NASA), côté américain, ont eu en charge au début des années 90 l'amélioration des paramètres du champ de gravité terrestre ainsi que la modélisation spécifique des effets des forces de surface - dues au freinage atmosphérique et à la pression de radiation solaire principalement - agissant sur la plate-forme. Celle-ci est en effet de forme très complexe et est de plus affectée d'un mouvement d'attitude particulier (tangage et roulis) devant permettre un éclairement maximum du panneau solaire tout au long de la trajectoire et au cours des saisons. Ces travaux ont abouti à la mise en place, dans ces organismes, d'importants programmes de détermination d'orbite précise à caractère opérationnel.
D'autre part, il est nécessaire de déterminer avec une très grande précision la calibration des radars altimétriques. En effet, comme dans le cas de la mesure LASER, les mesures altimétriques sont entachées d'une erreur quasi-systématique à caractère instrumentale. Le rôle des expériences de calibration est donc de déterminer le biais des altimètres ainsi que leurs éventuelles dérives au cours du temps. Il s'agit dans ces expériences de comparer la hauteur de mer déduite des observations à celle mesurée par un marégraphe placé à proximité de la trace du satellite. Les expériences de calibration des altimètres TOPEX et Poseidon ont été conduites respectivement par la NASA et le CNES sur les sites de Harvest (plate-forme pétrolière au large de la Californie) et de Lampédusa (île en Méditerranée, entre la Sicile et la Tunisie) [CNES/NASA, 1992 ; Christensen et al., 1994 ; Ménard et al., 1994].
Pour plus de détails concernant la mission TOPEX/Poseidon
on pourra se référer à l'article de Fu et
al. (1994). Voir aussi les liens suivants :
- TOPEX/Poseidon:
Perspectives on an Ocean Planet
- The
TOPEX/Poseidon Mission (AVISO)
- TOPEX/Poseidon
Mission (JPL)
Références :
Christensen, E.J., B.J. Haines, S.J. Keihm, C.S. Morris, R.A. Norman, G.H. Purcell, B.G. Williams, B.C. Wilson, G.H. Born, M.E. Parke, S.K. Gill, S.K. Shum, B.D. Tapley, R. Kolenkiewicz and R.S. Nerem, Calibration of TOPEX/POSEIDON at Platform Harvest, J. Geophys. Res. (Oceans), TOPEX/Poseidon Special Issue, Vol. 99, No. C12, Pages 24,465-24,485, 1994.
CNES/NASA, TOPEX/POSEIDON Joint Verification Plan, edited by JPL, 1992.
Fu, L.L., E.J. Christensen, C.A. Yamarone Jr., M. Lefebvre, Y. Menard, M. Dorrer and P. Escudier, TOPEX/POSEIDON Mission Overview, J. Geophys. Res. (Oceans), TOPEX/Poseidon Special Issue, Vol. 99, No. C12, Pages 24,369-24,381, 1994.
Ménard, Y., E. Jeansou, and P. Vincent, Calibration of the TOPEX/POSEIDON Altimeters Additional Results at Harvest, J. Geophys. Res. (Oceans), TOPEX/Poseidon Special Issue, Vol. 99, No. C12, Pages 24,487-24,504, 1994.