Biomass sera construit autour de la version M de la plateforme AstroBus qui a notamment été utilisée pour les missions Spot 6 et 7, KazEOSat-1, Ingenio et Sentinel-5 Precursor. L'antenne radar de 12 m est un défi technique. Pour le lancement, elle sera pliée dans la coiffe du lanceur et se déploiera en orbite mais avec précaution car le satellite (2 x 4,5 m) est nettement plus petit qu'elle. © Airbus DS

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Biomass, le satellite qui voit à travers la forêt

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Avec son antenne radar de 12 m, le satellite européen Biomass pourra - littéralement - voir à travers le feuillage, ce qui permettra de dénombrer les arbres. La performance n'est ni triviale (ce sera la première utilisation spatiale de la bande P, de grande longueur d'onde) ni accessoire. Ces mesures devraient diviser par deux l'incertitude sur la quantité de carbone maintenue dans la biomasse des forêts de la planète, un élément important de la machine climatique.

Le satellite, Biomass, septième mission d’exploration de la Terre de l'Agence spatiale européenne, sera lancé en 2021. Durant au moins cinq ans, cet instrument original, construit par Airbus Defence and Space, mesurera la biomasse des forêts de la planète, afin d'évaluer les stocks et les flux de carbone. Ces données cruciales restent mal connues. L'incertitude sur la quantité de carbone stockée dans la biomasse est actuellement de l'ordre de 40 %. L'objectif de la mission Biomass est de la réduire à 20 %.

C'est dans les régions équatoriales et tropicales qu'elle est la plus grande. En raison d'une forte biodiversité, la quantité d'arbres par espèce est en effet mal connue. Or, d'une espèce d'arbre à une autre, la quantité de carbone stockée n'est pas la même.

Image satellite acquise par le satellite Spot 5 montrant le niveau de la déforestation dans l'État de Santiago del Estero, en Argentine. Les données de Biomass seront utilisées par les agences nationales et internationales chargées de contrôler les zones légales et illégales de déforestation. © Cnes, distribution Airbus DS

Une antenne géante pour le radar en bande P

Pour améliorer la connaissance du couvert végétal, le satellite embarquera un radar à synthèse d'ouverture en bande P, mesurant 12 mètres, qui fournira des observations interférométriques et polarimétriques des forêts, pour la première fois en continu. La taille de cette antenne s'explique par la nécessité d'observations radar dans de grandes longueurs d'onde (trente centimètres à un mètre pour Biomass) pour voir à travers le feuillage et estimer le nombre d'arbres. Une mesure indispensable pour mesurer la quantité de biomasse à l'échelle de la planète et donc quantifier le carbone contenu dans la masse végétale.

C'est pourquoi les satellites radar de la famille Sentinel-1 du programme Copernicus ne peuvent pas être utilisés pour cette tâche. Leur radar, en effet, utilise la bande C, dont la longueur d'onde, de 5 cm, est trop courte pour traverser le feuillage.

Une image saisissante montrant d’un côté la forêt, et de l’autre le grignotage, le tout suivant une belle ligne toute droite. © Cnes, Distribution Airbus DS

Un regard trop perçant

Biomass pourra également repérer les réserves d'eaux fossiles dans les régions désertiques afin d'y trouver de nouvelles sources. Le satellite contribuera aussi à l'étude de la dynamique des masses glaciaires. Il nous renseignera sur l'état de la fonte des glaces et de la calotte glaciaire, et il évaluera la quantité de glace aux pôles. Enfin, puisqu'il est capable d'observer le sol à travers la canopée, Biomass fournira également des cartes altimétriques qui amélioreront les modèles d'élévation numériques actuels dans les zones fortement boisées.

Ce sera la première fois qu'un radar en bande P est utilisé depuis l'espace par un satellite civil. Du coup, on ne sait pas trop ce que l'on va voir et si les données de Biomass pourront être utilisées dans d'autres domaines scientifiques, comme l'archéologie par exemple. Il y a quelques années, un instrument expérimental en bande P avait été installé sur la Station spatiale internationale et avait permis d'observer, dans des zones désertiques, des sites antiques.

Remarquons que le regard de Biomass semble trop perçant pour l'armée des États-Unis. Il exploite en effet des fréquences similaires à celles utilisées par des radars militaires américains en Amérique du Nord et en Europe. De ce fait, à la demande des militaires, les mesures seront impossibles au-dessus de ces deux régions.

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