Programme Living Planet

Le Programme  rassemble l'ensemble des missions spatiales de l'Agence spatiale européenne (ESA) destinées à l'observation de la Terre depuis l'espace, dont les missions Earth Explorer et Earth Watch.

Types des missions 

Ces missions sont divisées en deux catégories :

  : Missions centrées sur des objectifs et des défis scientifiques. On peut citer par exemple la mission SWARM ou encore ADM-Aeolus.
  : Missions centrées sur l'obtention de manière continue de données pour des besoins opérationnels comme la météorologie. Celles-ci sont par exemple menées en collaboration avec l'Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT), notamment avec les satellites MeteoSat ou MetOp. Le programme Copernicus, à travers les satellites , intervient dans les missions .

L'agence spatiale développe depuis 2020 de nouvelles missions à très faible couts dans le but d'utiliser les évolutions récentes du secteur spatial (miniaturisation des satellites, utilisation de composants sur étagère) permettant d'abaisser les couts. Trois profils de mission doivent être développés :
 Les missions Scout rattachées au programme de recherche (Earth Explorer) ont pour objectif de valider dans l'espace de nouvelles technologies utilisables par les missions scientifiques.
 Les missions InCubed rattachées au programme Earth Watch doivent contribuer à l'innovation industrielle en améliorant la compétitivité des entreprises européennes. Deux missions sont en cours de développement début 2020 : HydroGNSS et CubeMAP.
 Les missions Φ-sat, au cycle de développement court, doivent permettre de tester de nouvelles technologies innovantes.

Les missions scientifiques Earth Explorer 
Il y a actuellement onze missions  ; une est terminée, quatre sont opérationnelles, cinq sont en cours de développement et une doit encore être sélectionnée.

 GOCE () est une mission d'étude du champ gravitationnel terrestre. Le satellite est lancé le  et la mission s'est achevée le . Cette mission a permis de déterminer de manière précise des changements locaux et globaux de gravité et d'améliorer le modèle de la géoïde. Les applications scientifiques sont nombreuses : circulation océanique, physique de la structure interne de la Terre, géodésie, surveillance et détermination des changements du niveau des océans.
 SMOS () mesure l’humidité superficielle des terres émergées et la salinité de la surface des océans. Le satellite, lancé le , est toujours en activité.
 CryoSat étudie les glaces polaires et leur évolution. Après un premier échec au lancement en 2005 et la perte du satellite, un second exemplaire avec des améliorations, CryoSat-2, lancé le , est toujours opérationnel.
  (essaim en anglais) est une constellation de trois satellites destinés à l'étude du champ magnétique terrestre. Les trois satellites sont lancés ensemble le . La mission est prolongée de quatre ans, jusqu'en 2021, en .
 ADM-Aeolus () est un satellite d'observation de la dynamique de l'atmosphère terrestre (vents). Son lancement a lieu le  et le satellite est toujours opérationnel.
  () doit étudier la formation et l'influence des nuages. Il est développé en partenariat avec l'Agence spatiale japonaise (JAXA). Le lancement, planifié pour , est reporté à 2021 à la suite de complications lors du développement de son lidar. Il est désormais planifié pour .
  est prévu pour l'étude de la biomasse tropicale en estimant les quantités de carbone stockées. Son lancement est prévu pour 2023.
 FLEX () est un satellite destiné à la détection de la fluorescence des plantes pour la quantification de l'activité photosynthétique. Son lancement est prévu pour 2023.
 FORUM () est un satellite destiné à l'étude du rayonnement infrarouge de la Terre sur tout son spectre, de 15 à . Le lancement est prévu pour 2026.
  est une mission composée de deux satellites qui volent en convoi avec . Grâce à des mesures radars à synthèse d'ouverture, la topographie des terres sera déduite ainsi que la déformation et l'écoulement en trois dimensions de glaciers pour une meilleure compréhension de la montée des eaux. Un instrument dans l'infrarouge thermique permet de mesurer le mouvement vertical des nuages ou la différence de température à la surface des océans. Son lancement est prévu pour 2029.
   : quatre missions (Cairt, Nitrosat, Wivernk, ) sont en compétition. La sélection finale aura lieu en 2023 et 2025. La fenêtre de lancement est prévue pour 2031/2032.

Sélection des missions

Earth Explorer 
La   fait l'objet en  d'une pré-sélection et trois candidats sont retenus parmi six propositions :

  doit mesurer le volume global de la biomasse de la planète pour permettre d'évaluer les quantités de carbone stocké et les flux de celui-ci.
 CoReH2O () doit mesurer la quantité d'eau contenue dans la neige présente sur des glaciers et sur la terre.
 PREMIER () a pour objectif de mieux comprendre les processus qui contrôlent les composants atmosphériques (gaz) dans la moyenne et haute troposphère ainsi que dans la stratosphère inférieure, soit  et  d'altitude.

 est sélectionnée le  pour cette septième mission. Le satellite doit initialement être lancé vers 2021. La mission est toutefois repoussée en  pour un lancement prévu en  avec une fusée Vega.

Earth Explorer 
Un appel à propositions est lancé en  pour la  . Deux projets sont sélectionnés en  et entament une étude de faisabilité :
 FLEX () doit fournir une carte globale de la végétation permettant de quantifier la photosynthèse. L'objectif est d'améliorer les connaissances relatives au carbone stocké dans les plantes et à son rôle dans les cycles du carbone et de l'eau.
 CarbonSat doit mesurer et surveiller la distribution des deux principaux gaz à effet de serre : le dioxyde de carbone et le méthane. Il doit permettre une meilleure maitrise des sources et des puits de stockage naturels de ces deux gaz ainsi que de leur influence sur le climat.

En , l'Agence spatiale européenne annonce la sélection de FLEX avec un début de mission planifié en 2022. La mission est finalement repoussée à 2023 à la suite d'une demande de l'ESA pour une meilleure performance de l'instrument FLORIS () du satellite.

Earth Explorer 
L'appel à propositions de la   est lancé par l'agence spatiale européenne le . Il est demandé que le projet, comme pour les missions précédentes, utilise de nouvelles techniques de mesure et contribue à la compréhension du fonctionnement du système terrestre mais qu'il réponde à des questions scientifiques ayant un impact direct sur certains des défis que l'humanité devra relever dans les prochaines décennies. En , l'agence refait un appel à candidature. Aucun des candidats de la salve précédente ne pouvait garantir une mise en service d'ici 2024. La date de lancement est reportée logiquement d'un an. En , des treize missions proposées deux sont sélectionnées :
 FORUM () est destiné à l'étude du rayonnement infrarouge de la Terre sur tout son spectre,  à . Ces données permettraient de caractériser la température terrestre, un élément important dans la recherche sur le réchauffement climatique.
 SKIM () doit mesurer par effet Doppler les courants de surface des océans. Ces mesures seraient bien plus précises qu'avec les satellites actuels. Elles permettraient d'étudier la dynamique verticale et horizontale des courants de surface ainsi que les échanges gazeux (dioxyde de carbone) entre les océans et l'atmosphère.

En , l'Agence spatiale européenne sélectionne la mission FORUM. Le lancement, initialement prévu pour 2025, est repoussé à 2026.

Earth Explorer 
L'appel à propositions pour la   est lancé en  et se termine en décembre de la même année. Les candidats sélectionnés sont dévoilés le . Il s'agit des trois concepts suivants :

 Stereoid est un satellite destiné à la mesure topographique des terres, des océans et de la glace. Pour cela, un radar à synthèse d'ouverture sera utilisé. Particularité, il volera en formation avec un des satellites  du programme Copernicus. Cette mission permettra d'améliorer notre connaissance de la circulation des courants océaniques à de très petites échelles, de mieux comprendre la dynamique des glaces et de mesurer les changements topographiques des terres.
 Daedalus est une mission destinée à l'analyse de la frontière entre l'atmosphère haute et l'espace. Elle s'intéressera aux phénomènes qui sont directement liés à l'énergie déposée, transformée et transportée par le Soleil et les vents solaires. Un satellite principal sera lancé avec divers instruments ainsi que quatre satellites de plus petites tailles qui transporteront des instruments qui seront largués dans l'atmosphère.
  est un satellite placé en orbite géostationnaire au-dessus de l'Afrique et de la mer Méditerranée. Avec son radar à synthèse d'ouverture, il a pour but de mesurer les processus autour du cycle diurne de l'eau pour une meilleure détection des averses, des disponibilités en eau, des inondations et des glissements de terrains.

En , l'Agence spatiale européenne sélectionne la mission , nommée précédemment Stereoid. En , l'agence donnera de plus amples détails sur le développement de la mission. La mise en orbite de celle-ci est prévue pour 2029. Le satellite Daedalus, bien que non sélectionné pour des raisons économiques, pourrait voir le jour à travers une coopération internationale.

Earth Explorer 
L'appel à propositions pour la   est lancé en  et s'est terminé en décembre de la même année. Les candidats sélectionnés sont dévoilés le . Quatre missions sont retenues :

 Cairt () doit fournir des informations sur les liens entre le changement climatique, la chimie et la dynamique de l'atmosphère dans la gamme d'altitude . Cairt doit être le premier satellite à observer aux limbes avec une technologie d'imagerie infrarouge à transformée de Fourier.
 Nitrosat doit mesurer la concentration de dioxyde d'azote () et d'ammoniac () dans l'atmosphère. Ces deux gaz sont liés au changement climatique, à travers le cycle du carbone et de l'azote. Cette mission a d'importantes applications sociétales et environnementales.
 Wivern () doit mesurer le vent directement dans les nuages et fournir des profils de la pluie, de la neige et de l'eau glacée. Elle peut donc prévoir, grâce à son radar Doppler à double polarisation et à balayage conique de , les conditions météorologiques et alerter en cas d'anomalies.
  doit fournir, grâce à un radar interférométrique, les vecteurs des courants de surface océaniques et des vents de surface à une résolution de  pour l'ensemble de l'océan côtier, des mers épicontinentales et des zones de glace marginale. Ces données doivent permettre de mieux comprendre la dynamique des océans et les processus océaniques à petite échelle. Une meilleure compréhension de la chaine alimentaire ou de la dynamique de la dispersion de la pollution pétrolière et plastique en découleront.

La sélection finale s'effectuera en 2023 et 2025. La mise en orbite est prévue pour 2031/2032.

Les missions Earth Watch 
L'Agence spatiale européenne a joué un rôle pionnier dans le domaine de la collecte de données météorologiques avec la première série de satellites météorologiques géostationnaires METEOSAT. Elle conçoit aujourd'hui la troisième génération de cette famille dont le premier exemplaire devait être lancé vers 2015. Elle a développé par ailleurs une famille de satellites météorologiques placés sur orbite polaire MetOp dont le premier exemplaire a été lancé en 2006. Les autres paramètres environnementaux ont été collectés successivement par les satellites ERS-1 et ERS-2 auxquels a succédé en 2002 le satellite Envisat.

L'Agence spatiale européenne a décidé de créer en 1998 le programme GMES dont l'objectif est de garantir la continuité de la collecte des paramètres environnementaux et leur redistribution aux différents utilisateurs. Une nouvelle famille de satellite, Sentinelle doit prendre la suite d'Envisat et contribuer à alimenter GMES.

Références

Voir aussi

Articles connexes 
 Programme Copernicus
 Scout, missions à faible cout du programme
 EUMETSAT, partenaire pour les missions météorologiques
 Agence spatiale européenne
 Satellite d'observation de la Terre
 Satellite météorologique

Liens externes 
  Site officiel

Programme Living Planet
Satellite d'observation de la Terre