ACCÉLÉROMÈTRES SPATIAUX

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Trois missions de géodésie spatiale : à chacune son accéléromètre

Goce est la troisième mission de géodésie spatiale depuis 2000, après le satellite Champ (CHAllenging Mini-satellite Payload) de l'agence spatiale allemande D.L.R. (alors D.A.R.A.), lancé le 15 juillet 2000, et les deux satellites Grace (Gravity Recovery and Climate Experiment) de la N.A.S.A., mis en orbite le 17 mars 2002. Ces trois satellites, dont la durée de vie prévue n'était que de cinq ans, étaient en 2010 toujours opérationnels et continuaient de transmettre leurs données scientifiques. Chacun de ces satellites embarque un accéléromètre électrostatique triaxial développé à l'O.N.E.R.A., instrument qui permet de mesurer avec une grande précision les forces de surface qui s'exercent sur les satellites et qui concourent à modifier leurs orbites, en plus des effets du champ gravitationnel auquel ils sont soumis. Ainsi, en reconstituant la trajectoire précise du satellite Champ au moyen d'un récepteur G.P.S. également embarqué et associé à l'accéléromètre, il est possible de remonter aux anomalies de gravité terrestre : cette méthode est particulièrement précise aux harmoniques les plus bas du développement sphérique du potentiel, qui correspondent à des longueurs d'onde géographiques supérieures à 500 kilomètres. Les résultats de la mission Goce vont donc être complémentaires, car plus locaux.

Mission Grace de la N.A.S.A.

Photographie : Mission Grace de la N.A.S.A.

Conception d'artiste montrant les deux satellites de la mission de géodésie spatiale Grace de la N.A.S.A. La distance séparant les deux satellites est de l'ordre de 220 kilomètres ; elle est mesurée en permanence, grâce à un faisceau micro-onde, avec une précision de 10 micromètres. 

Crédits : University of Texas Center for Space Research/ NASA

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Dans le cas de la mission Grace, deux satellites quasi identiques se suivent sur la même orbite, à une distance de 220 kilomètres environ. Les mesures fournies par les accéléromètres sont alors associées à la mesure de la vitesse relative des satellites, obtenue au moyen d'un faisceau micro-onde avec une précision de l'ordre du micromètre par seconde : les variations de distance entre les deux satellites dépendent des fluctuations du champ de gravité terrestre le long de l'orbite et des forces de surface. Une cartographie du champ terrestre est alors réalisée tous les mois, quand la rotation terrestre associée au mouvement orbital du satellite a permis de survoler [...]

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Satellite Goce de l'E.S.A.

Satellite Goce de l'E.S.A.
Crédits : AOES-Medialab/ ESA

photographie

Gradiomètre du satellite Goce

Gradiomètre du satellite Goce
Crédits : AOES-Medialab/ ESA

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Mission Grace de la N.A.S.A.

Mission Grace de la N.A.S.A.
Crédits : University of Texas Center for Space Research/ NASA

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Écrit par :

  • : docteur, habilité à diriger des recherches, maître de conférences à l'université Paul-Sabatier, Toulouse
  • : directeur du département Mesures physiques à l'Office national d'études et de recherches aérospatiales, Châtillon

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Raphaël F. GARCIA, Pierre TOUBOUL, « ACCÉLÉROMÈTRES SPATIAUX », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 octobre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/accelerometres-spatiaux/