CryoSat-2, le gardien des glaces

Pour beaucoup, l’étendue et l’épaisseur des glaces sur notre planète constituent une sorte de «baromètre» des changements climatiques. Un satellite de l’ESA va précisément s’en occuper.

 

Le satellite CryoSat-2 (illustration) Crédit : ESA

En fonction des changements climatiques, la taille des glaciers évolue de façon spectaculaire. On sait ainsi que notre planète a connu plusieurs périodes glacières, certaines particulièrement importantes comme celle de Varanger voici 750 millions d’années où les étendues glacées sont descendues près de l’équateur !

L’épaisseur des glaces : un indice majeur
Toutefois, de nos jours, on ne craint pas véritablement une extension galopante des glaciers ou des banquises, mais plutôt l’inverse. En dépit de périodes glaciaires récentes à l’échelle des temps géologiques, comme le petit âge glaciaire de la moitié du XIVème siècle au début du XIXème siècle (appelé aussi minimum de Maunder, voir cet article), on constate un retrait général des glaciers et une diminution de la banquise, surtout en Arctique, une région que les experts estiment particulièrement sensible aux variations climatiques.

Déterminer l’épaisseur des étendues de glace sur mer ou sur terre et constater leur évolution dans le temps est l’objectif de la mission CryoSat-2. Une information cruciale qui nous permettra de comprendre les changements climatiques à l’oeuvre. Crédit : ESA

La mesure des étendues de glace sur terre et sur mer est déjà un défi en soi, mais elle ne pose pas de problèmes complexes. Il en va tout autrement lorsque vient la nécessité de jauger l’épaisseur de ces glaces. Or, on le comprend facilement, cette donnée est aussi essentielle que la surface, car les climatologues ont besoin de surveiller l’évolution du volume (donc le produit de la surface et de la hauteur) des glaces pour affiner les modèles climatiques. La précision est également importante, car de larges étendues comme l’Antarctique jouissent d’une forte inertie thermique et sont donc moins affectées par les réchauffements. Mais si l’on peut déterminer de façon certaine une faible baisse de l’épaisseur des glaces dans de telles régions, alors les climatologues disposeront d’indications très précieuses.

Une précision de 3 cm !
C’est bien évidemment avec cet enjeu majeur en tête qu’a été conçue la mission CryoSat. En 2005, le satellite fut malheureusement perdu suite à la défaillance de son lanceur russo-européen Rockot. Consciente de l’importance de cette mission pour son programme Earth Explorer, l’Agence Spatiale Européenne décida rapidement la fabrication d’un CryoSat-2 en remplacement. Aujourd’hui, avec une mise sur orbite réussie à 717 km d’altitude grâce au lanceur Dnepr (un missile SS-18 reconverti) de la compagnie russo-ukrainienne Kosmotras, le satellite européen peut enfin débuter sa campagne de mesures. Pour y parvenir, il fait appel à l’instrument SIRAL ou Synthetic aperture Interferometric Radar ALtimeter (construit par Thales Alenia Space, le satellite étant sous maîtrise d’oeuvre auprès d’EADS Astrium).

Décollage du Dnepr depuis Baïkonour le 8 avril 2010. Cet ancien missile reconverti en lanceur a placé CryoSat-2 sur une orbite polaire à 717 km d’altitude. Passant ainsi par les pôles de notre planète alors que celle-ci tourne sous lui, le satellite balayera régulièrement la totalité du globe. Crédit : ESA

Ce radar offre une précision inégalée pour la mesure de l’épaisseur des glaces, qu’il s’agisse des glaciers sur terre ou de la partie émergée des glaces flottantes en mer ou banquise. SIRAL devrait en effet être précis à 3 cm près ! Une performance rendue possible grâce à une autre mesure de pointe, celle de l’altitude de l’orbite de CryoSat-2 qui servira de référence, obtenue avec le système DORIS (Détermination d’Orbite et de Radiopositionnement Intégrés par Satellite) développé par la CNES et un réflecteur laser. Véritable «gardien des glaces», CryoSat-2 va surveiller celles-ci pendant au moins 3 ans, apportant à la communauté scientifique de précieuses indications quant aux changements climatiques en cours.

Pour déterminer l’épaisseur des glaces, l’instrument SIRAL de CryoSat-2 fera appel à la technique des échos radar, mais avec une précision inégalée pour ce genre de mesure. Crédit : ESA

Publié le 8 avril 2010