Une des premières images acquises par Smos de la « température de brillance », une mesure du rayonnement émis par la surface terrestre, le bleu symbolisant les températures les plus basses et le rouge les températures les plus élevées. Crédit Esa

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Premières images pour Smos et pari technologique gagné

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Lancé en novembre 2009, le satellite Smos d'étude du cycle de l'eau vient de d'acquérir ses premières images par son interféromètre en bande L. Si le principe de l'interférométrie est bien maîtrisé en radioastronomie, c'est la première fois qu'un instrument de ce type est utilisé pour observer la Terre depuis l'espace.

Avant de le rendre opérationnel il a fallu s'assurer que le fonctionnement de Miras, l'interféromètre de Smos (construit par EADS-Casa Espacio) ne réserve pas de mauvaises surprises. Un radiomètre similaire (Carols) a donc été fabriqué et utilisé au sol pour valider les observations et préparer les algorithmes de traitement des données du radiomètre de Smos (Soil Moisture and Ocean Salinity).

Financé par le Cnes et fabriqué par le CETP (Latmos, aujourd'hui), en collaboration avec l'Université Technologique du Danemark et la Division Technique de l'Insu, Carols fonctionne dans la même fréquence que Miras. Il a réalisé de 2007 à 2009 plusieurs campagnes qui ont levé les doutes que pouvaient avoir les scientifiques sur l'utilisation d'un instrument dont le fonctionnement repose sur de petites antennes disposées sur une structure déployable et reliées entre elles (principe de l'interférométrie). Ces tests ont permis de valider son fonctionnement, la qualité des données mesurées, des protocoles d'étalonnage et l'estimation de la présence des effets perturbateurs liés à l'interférence des radiofréquences.

Construit par Thales Alenia Space, Smos doit tracer des cartes régulières de la salinité à la surface de la mer, indiquant où et quand de grandes quantités d’eau douce sont introduites dans le cycle de l’eau. © Rémy Decourt

Toujours dans la même logique de la préparation au sol de la mission, Météo-France, un des utilisateurs des données Smos, qui participe au projet depuis une dizaine d'années a, en collaboration avec le Cesbio, équipé un site de mesures proche de Toulouse d'un radiomètre en bande L et réalisé des mesures régulières pendant plusieurs années afin d'échantillonner une grande variété de conditions de hauteur de végétation et d'humidité du sol.

La hauteur de la végétation a son importance car elle perturbe la mesure de l'humidité du sol. Cette base de données in situ permet à tous les utilisateurs de Smos de mieux comprendre comment l'état de la surface et du sol affectent le signal mesuré par l'instrument, et de développer des méthodes d'extraction de l'information utile.

Météo-France a également équipé 21 de ses stations météo dans le sud de la France de mesures supplémentaires d’humidité et température dans le sol pour examiner la variabilité de ces paramètres à l’échelle où Smos peut les mesurer et servir de réseau (réseau Smosmania). © Météo-France

Un satellite pour comprendre le cycle de l’eau

Ces premières images de Smos de la température de brillance (une mesure effectuée sur le rayonnement émis par la surface terrestre) constituent le préambule de la phase de mise en service. Des efforts considérables sont à réaliser pour améliorer la qualité des données avant de les utiliser pour déterminer l'humidité du sol et la salinité de la mer. Cette phase doit se poursuivre jusqu'à la fin du mois d'avril, après quoi la mission sera opérationnelle.

Toutefois, l'équipe scientifique de Smos continuera d'évaluer la qualité des données pendant toute la durée de la mission. Pour cela, une campagne de validation est en cours en Australie, consistant à comparer les mesures in situ avec celles prises par le satellite. En outre, de vastes campagnes aéroportées seront effectuées en Allemagne, en Espagne et en France au printemps.

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