La lune apparaît sur une image capturée par l'instrument SEVIRI sur un satellite Eumetsat Meteosat de deuxième génération. Crédit :Eumetsat
De nombreux satellites d'observation de la Terre utilisent un ingrédient supplémentaire pour assurer la fiabilité, des données environnementales de bonne qualité :la lune.
Alors que la surface de la Terre est en constante évolution, le visage de la lune est resté le même pendant des millions d'années, en dehors des impacts de météoroïdes occasionnels. Cela fait de la lumière réfléchie par la surface lunaire une source d'étalonnage idéale pour les instruments optiques d'observation de la Terre. Aujourd'hui, un projet dirigé par l'ESA prévoit de le rendre encore plus utile.
Un instrument a été placé en hauteur sur les pentes du mont Teide à Tenerife, au-dessus de la majorité des nuages et de la poussière en suspension dans l'air, conçu pour mesurer les variations nocturnes du clair de lune, pour affiner la précision des efforts d'étalonnage lunaire à l'avenir.
"Les agences spatiales du monde entier utilisent la lune pour évaluer et surveiller l'étalonnage des instruments optiques d'observation de la Terre, " explique Marc Bouvet, superviser le projet pour l'ESA. "Ces instruments sont soigneusement calibrés avant le lancement, mais dans l'espace leurs performances peuvent progressivement dériver, en raison d'un rayonnement ou d'une contamination des lentilles par exemple, ou des modifications mécaniques.
« Nous devons être sûrs que les changements dans la lumière reçue de la Terre représentent de véritables changements au sol par rapport aux changements de l'instrument. En conséquence, nous avons besoin de cibles d'étalonnage - représentant un source de lumière stable - pour identifier toute dérive de performance dans les mesures d'instruments spatiaux."
Certaines missions intègrent des dispositifs d'étalonnage internes tandis que d'autres utilisent des caractéristiques terrestres relativement immuables telles que des étendues désertiques sans relief, océan ou marais salants, modéliser le rayonnement provenant de ces cibles. Mais n'importe quel endroit sur Terre peut encore varier au fil du temps.
"Comparé à n'importe où sur Terre, la surface de la lune est immuable, " ajoute Marc. " Ainsi, un large éventail de missions d'observation de la Terre l'utilisent pour surveiller la stabilité de leur étalonnage, que ce soit en orbite terrestre basse ou géostationnaire.
Cet instrument destiné à recueillir des données pour un meilleur étalonnage lunaire des instruments d'observation de la Terre a été installé sur le mont Teide. C'est un photomètre solaire, similaires à celles utilisées par un réseau mondial mesurant les aérosols dans l'atmosphère. Celui-ci, cependant, a été spécialement adapté pour travailler la nuit au lieu de la journée, mesurer le clair de lune à la place. Il fonctionnera à partir de l'Observatoire atmosphérique d'Izaña pendant les six mois autour de l'hiver, à environ 2 km d'altitude, puis être déplacé au sommet du mont Teide en été, à environ 3,5 km d'altitude. Crédit :ESA
"Le problème principal, d'où que l'on regarde, est que la lune que nous voyons n'est pas toujours la même Lune. Elle n'a pas une orbite parfaitement circulaire autour de la Terre - la Terre non plus autour du Soleil - et tous les 28 jours du cycle lunaire, nous ne voyons pas toujours exactement le même visage :parfois nous voyons plus sur les côtés, ou sur le dessus - connu sous le nom de libration lunaire.
"En réalité, il faut 18 ans pour que la lune redevienne telle qu'elle était avant le présent.
"Notre objectif est d'observer le disque complet de la lune sur une période de deux ans, pouvoir créer un modèle de rayonnement lunaire beaucoup plus précis. Le meilleur effort de modélisation d'aujourd'hui est associé à une incertitude de 10 % ; nous voulons pouvoir réduire ce chiffre à environ 2%."
L'instrument installé sur le mont Teide est un photomètre solaire, similaires à celles utilisées par un réseau mondial mesurant les particules dans l'atmosphère. Celui-ci, cependant, a été spécialement adapté pour travailler la nuit au lieu de la journée, mesurer le clair de lune à la place.
Le projet, soutenu par les activités de base de l'ESA, est entrepris par un consortium incorporant le National Physical Laboratory du Royaume-Uni, ainsi que l'Université de Valladolid en Espagne et le VITO en Belgique, l'Institut flamand de recherche technologique.
"L'année dernière, il y a eu une conférence sur l'étalonnage lunaire, y compris des participants de la NASA, NOAA, Espace français CNES, l'agence spatiale japonaise JAXA et la Chine, " ajoute Marc.
« Ce projet a suscité beaucoup d'enthousiasme – ainsi que des efforts comparables des États-Unis et de la Chine – car le succès nous conduirait à pouvoir relier le passé, missions d'observation optique de la Terre présentes et futures à un référentiel d'étalonnage commun, permettant des comparaisons croisées plus faciles des données, enrichissant notre image globale de l'environnement terrestre.
"Nous espérons que le modèle amélioré pourrait être prêt à être utilisé d'ici la fin de la décennie."
