De l'orbitographie à la géodésie
De l’utilité de l’orbitographie
L’altitude d’un satellite se calcule grâce à une équation dynamique entre la position théorique du satellite et les forces qu’il subit dans le milieu spatial (freinage atmosphérique, attraction terrestre), susceptibles de perturber son évolution. La connaissance de ces forces étant imparfaite, pour restituer la position précise du satellite, il faut mettre en place un système de poursuite fournissant des mesures tout au long de la trajectoire du satellite.
Crédits : CNES/Ill. D.Ducros
La connaissance précise de l’orbite des satellites est essentielle pour les missions altimétriques de mesure du niveau des océans. La combinaison des résultats fournis par les instruments altimétriques et le système DORIS permet ainsi de connaître le niveau précis des points survolés et d’en déduire la hauteur des mers, la forme du géoïde marin, la direction et la vitesse des courants, etc.
Cette surveillance des océans ou des glaces constitue un enjeu majeur pour la communauté scientifique. La montée du niveau des mers due à un éventuel réchauffement climatique aurait en effet des conséquences désastreuses pour une grande partie de la population mondiale. D'autre part, la mesure des variations locales de hauteur des mers devrait permettre de comprendre les interactions entre l'océan et l'atmosphère et leurs effets sur le climat mondial.
L’étude des formes et dimensions de la Terre
Fréquemment utilisé par les géologues, le système Doris permet de mesurer la dérive des continents. La surface terrestre est constituée de plaques tectoniques qui se déplacent très lentement les unes par rapport aux autres : des mouvements notamment responsables des tremblements de Terre. La précision des mesures Doris permet de suivre sur plusieurs années ces évolutions imperceptibles.
Les plaques tectoniques et leurs mouvements les unes par rapport aux autres. Crédits : CNES/Ill. D.Ducros
Doris guette les moindres mouvements de la Terre
Chaque jour, un instrument Doris de la génération DGXX fournit plus de 30 000 mesures, soit près de 100 000 mesures par jour pour l’ensemble des satellites actuellement en exploitation. Grâce au système Doris, un rapprochement des plaques africaine et eurasienne de près de 2 cm par an a été constaté pour la 1e fois. |
Crédits : CNES/Ill.D.Ducros
Doris calcule également, de façon précise, les paramètres de rotation de la Terre affectée d’irrégularités. La planète oscille très légèrement autour de son axe de manière continuelle. Ces mouvements du pôle qui s’inscrivent dans un carré d’environ 20 m peuvent, grâce à Doris, être suivis jour après jour.
Evolution du centre de gravité terrestre. Crédits : CNES/Ill. D.Ducros
Le centre de gravité de la Terre est mobile lui aussi. Il évolue à l’intérieur d’un cube de 1 cm de côté en fonction de certaines redistributions de masse à la surface du globe. Elles ont pour origine le déplacement des masses océaniques, l’humidité des sols, le poids de la couverture neigeuse, etc. Doris mesure au fil des saisons ces variations millimétriques qui affectent le calcul de l’orbite.
Doris permet également d’évaluer les variations verticales saisonnières des sols, notamment dans le grand Nord où la couverture neigeuse est si lourde en hiver qu’elle provoque un enfoncement des sols. Ces minuscules déformations de la croûte terrestre, d’une amplitude annuelle de quelques millimètres, étaient jusqu’ici très difficiles à mesurer.
