NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar
NISAR (acronyme de NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar) est un satellite d'observation de la Terre développé de manière conjointe par les agences spatiales américaine (NASA) et indienne (ISRO) dont le lancement est planifié vers le premier trimestre 2025. Il est équipé d'un radar à synthèse d'ouverture. Il s'agit du premier satellite de ce type à avoir recours à un radar bi-fréquence. Le projet était conçu initialement par la NASA pour étudier les changements affectant les écosystèmes, la croûte terrestre et la cryosphère. L'agence spatiale indienne a rejoint le projet en 2013 et doit fournir le lanceur, la plate-forme et l'électronique d'un des deux radars.
| Organisation |
 NASA ISRO |
|---|---|
| Domaine | Mesure des changements de l'écosystème terrestre |
| Statut | en développement |
| Autres noms | Nasa-Isro Synthetic Aperture Radar |
| Lancement | 1er trim. 2025 |
| Lanceur | GSLV |
| Durée de vie | 3 ans |
| Site | http://nisar.jpl.nasa.gov/ |
| Masse au lancement | ~2 800 kg |
|---|---|
| Plateforme | I3K |
| Contrôle d'attitude | Stabilisé 3 axes |
| Source d'énergie | Panneaux solaires |
| Puissance électrique | 4 kilowatts |
| Altitude | 747 km |
|---|---|
| Inclinaison | 98,5° |
| L-SAR | Radar bande L |
|---|---|
| S-SAR | Radar bande S |
Historique
modifierÀ la suite de l'étude décennale de 2007 de l'Académie nationale des sciences portant sur les objectifs assignés aux sciences de la Terre, la NASA lance l'étude d'un satellite d'imagerie radar dont l'objectif est de recueillir des données sur les changements affectant la Terre dans trois domaines : écosystèmes, Terre solide et sciences de la cryosphère. Le dernier satellite de ce type lancé par la NASA est le SeaSat placé en orbite il y a 35 ans. L'agence spatiale veut mettre en œuvre un radar fonctionnant en bande L qui permet de satisfaire les objectifs assignés à la mission. Fin la NASA propose à l'agence spatiale indienne de développer ce satellite en partenariat. L'émetteur en bande L est compact ce qui permet d'ajouter un deuxième émetteur radar en bande S permettant de répondre aux attentes des chercheurs indiens et améliorant les performances globales du satellite[1].
Selon les termes de l'accord signé entre les deux agences le , la NASA fournit le radar à synthèse d'ouverture en bande L, le système de télécommunication, les récepteurs GPS et le réflecteur. L'ISRO fournit la plateforme pour le satellite, le radar en bande S (SAR), le lanceur et les services de lancement. Le projet a passé la première étape de la phase de revue du design et a reçu l'approbation de la NASA[1]. Le budget de l'agence spatiale américaine pour cette mission est de 900 millions de dollars[2].
Le satellite doit être placé en orbite par le lanceur indien GSLV Mark 2. En le satellite passe la phase préliminaire de conception et entre en phase de développement des sous-systèmes et de prototypage des instruments. En l'analyse du projet par la Cour des comptes américaine (GAO) démontre que les deux agences spatiales ont mis en place une coopération efficace (principal risque identifié) et un lancement à cette date est positionné vers la fin de 2021[3]. En date d'août 2022, le lancement du satellite est prévu pour le début de 2023[4].
Objectifs
modifierLes données fournies par les radars de NISAR doivent permettre de remplir les objectifs des trois domaines suivants[5] :
- Dynamique de la surface et de l'intérieur de la Terre
- Mesure des déformations de la surface contribuant à la détermination de la probabilité de tremblements de terre, des éruptions volcaniques et des glissements de terrain
- Surveillance des nappes phréatiques, des hydrocarbures et des réservoirs séquestrant le CO2.
- Étude des processus à l’œuvre dans les régions arctiques
- Interactions entre climat, masse des glaces et élévation du niveau des mers
- Mesure de l'extension de la couverture neigeuse, du pergélisol et de la fonte des glaces
- Surveillance des écosystèmes
- Contribution de la biomasse à la séquestration globale du carbone
- Mesure des dysfonctionnements des écosystèmes et de leur impact sur la biodiversité
- Surveillance des nappes phréatiques
- Mesure de la taille des aquifères et des changements affectant les réservoirs les plus vulnérables.
Caractéristiques techniques
modifierNISAR a une masse approximative de 2 800 kilogrammes. Il utilise une plate-forme I3k stabilisé 3 axes déjà mise en œuvre par d'autres satellites indiens. L'énergie est fourni par des panneaux solaires situés de part et d'autre du satellite et déployés en orbite qui produisent 4 kilowatts. Le satellite utilise pour le radar en bande L une antenne déployable de 12 mètres de diamètre déployée en orbite développée par Astro Aerospace une filiale de Northrop Grumman. Le module de stockage de données d'une masse inférieure à 25 kg est une mémoire de masse de type mémoire flash avec une capacité de 10 térabits. Elle est fournie par Airbus Defence and Space qui l'a déjà utilisée pour les satellites européens Spot 6, Spot 7 et Sentinel-2[3].
Charge utile
modifierLa charge utile est constituée par un radar à synthèse d'ouverture fonctionnant en bande L (1215-1 300 MHz) et en bande S (3162,5-3 237,5 MHz). Les deux radars fonctionnent selon plusieurs modes de polarisation. La largeur de la bande est de 5 MHz, 20 MHz 40 MH en bande L et de 25 MHz, 37,5 MHz et 75 MHz en bande S. La fauchée supérieure à 240 km. La résolution est d'une dizaine de mètres. Les deux radars utilisent le même réflecteur d'environ 12 mètres de diamètre qui peut être pointé avec une précision de 273 secondes d'arc[6].
Déroulement de la mission
modifierNISAR circule sur une orbite héliosynchrone à une altitude de 747 km et avec une inclinaison de 98,5°. L'orbite retenue est crépusculaire (passage à 6 h/18 h local) et le satellite survole les mêmes régions tous les 6 jours (en combinant survol ascendant et descendant). La mission a une durée minimale de 3 ans et dispose d'ergols pour au minimum 5 ans[6].
Notes et références
modifier- (en) « U.S., India to Collaborate on Mars Exploration, Earth-Observing Mission », NASA,
- (en-US) « NASA resumes cooperation with ISRO after ASAT test », sur SpaceNews, (consulté le )
- (en) « NISAR (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar) Mission », sur EO Portal, Agence spatiale européenne (consulté le )
- (en) « ISRO Partnership | Mission », sur NASA-ISRO SAR Mission (NISAR) (consulté le )
- (en) « NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar Mission - Mission Themes Overview », NASA/JPL (consulté le )
- (en) « Proposed NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar Mission », NASA/JPL (consulté le )
Bibliographie
modifier- (en) Priyanka Sharma, Josh Doubleday, Dave Mohr et Brian Hammer « Operations Concept for responding to Urgent Requests for NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar (NISAR) » (lire en ligne) [PDF]
— IEEE, IEEE Aerospace Conference (Big Sky (Montana), 7-14 mars 2020) — Modalités de programmation des opérations de NISAR. - (en) Kent H Kellogg, Phil Barela, Raju Sagi, Paul Rosen, Raj Kumar et al. « NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar (NISAR) Mission » (lire en ligne) [PDF]
— IEEE, IEEE Aerospace Conference (Big Sky (Montana), 7-14 mars 2020) — Synthèse de la mission NISAR.
