Greenhouse Gases Observing Satellite

Le réchauffement climatique est l'augmentation de la température moyenne de la surface terrestre en cours aux XX^e et XXI^e siècles ainsi que, plus généralement, la modification des régimes météorologiques à grande échelle qui en résulte. L'une comme l'autre sont attribuées aux émissions de gaz à effet de serre d'origine humaine comme le dioxyde de carbone et le méthane. Bien qu'il y ait eu des périodes précédentes de changement climatique, depuis le milieu du XX^e siècle les activités humaines ont des conséquences sans précédents sur le système climatique de la Terre et provoquent des changements à l'échelle mondiale. Les conséquences planétaires pour la société sont particulièrement graves : augmentation des températures, accentuation de la fréquence et de la sévérité des sécheresses et des inondations[1].

Pour ces raisons la communauté internationale a décidé de réduire les émissions des gaz à effet de serre. Le protocole de Kyoto, rédigé sous l'égide des Nations-Unies, a été signé en 1997 et est entré en vigueur en février 2005. Pour déterminer les effets à l'échelle mondiale des émissions des gaz à effet de serre, il est nécessaire de modéliser leur effet sur le climat et de mesurer précisément les quantités produites[1].

Au moment de la signature du protocole de Kyoto, la mesure des émissions et absorptions des gaz à effet de serre est effectuée par un réseau d'environ 200 stations terrestres distribuées sur l'ensemble de la surface de la Terre ce qui est très insuffisant pour une évaluation précise des quantités échangées. Le projet japonais GOSAT (Greenhouse Gases Observing Satellite ; en français « Satellite d'observation des gaz à effet de serre ») est mis sur pied au Japon pour améliorer l'estimation du volume des gaz à effet de serre produits et absorbés à l'échelle subcontinentale (plusieurs milliers de kilomètres) en utilisant des instruments basés dans l'espace qui permettent de multiplier les points de mesure. Les données collectées sont utilisées pour assister les administrations en charge de l'environnement dans l'évaluation du bilan carbone de l'écosystème terrestre et pour réaliser une évaluation des émissions et absorptions à l'échelle régionale. Les données recueillies permettront aux scientifiques d'améliorer leur connaissance du cycle mondial du carbone, de la distribution mondiale et de la variation temporelle des gaz à effet de serre et de leur influence sur le climat. Le projet a également pour objectif de développer de nouvelles méthodologies pour mesurer les gaz à effet de serre depuis une plateforme satellitaire[1].

GOSAT est un projet conjoint de l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA), du ministère de l'Environnement du Japon (MOE) et de l'Institut national d'études environnementales (NIES). L'Agence spatiale est responsable du développement du satellite et des instruments, des opérations de lancement et de la gestion des opérations en orbite (dont la collecte de données). NOES est en charge du développement des programmes de traitement des données et de l'utilisation des résulats. Le ministère MOE finance les développements. La plateforme des satellites est fournie par le conglomérat japonais Mitsubishi Electric Corporation (MELCO)[2].

Le satellite GOSAT et son successeur GOSAT-2, également appelés Ibuki (en japonais いぶき, ce qui signifie littéralement « respiration » ou « vitalité »[3]), sont des satellites stabilisés sur 3 axes pesant respectivement 1 750 kg kilogrammes et 1 800 kg kilogrammes pour GOSAT-1 et GOSAT-2. Il sonts alimenté en énergie par des panneaux solaires qui produisent environ 5 000 Watts. GOSAT-1 a une mémoire de masse de 45 gigaoctets et ses instruments ont une masse totale de 391 kilogrammes[4] - [5].

GOSAT mesure les gaz à effet de serre à l'aide d'une suite instrumentale appelé TANSO (Thermal and Near infrared Sensor for Carbon Observation en français « Capteur thermique et proche infrarouge pour l'observation du carbone »). Cette suite instrumentale comprend deux instruments TANSO-FTS et TANSO-CAI.

GOSAT est lancé avec sept satellites plus petits le 23 janvier 2009 par une fusée japonaise H-IIA-202 décollant de la base de lancement de Tanegashima. Il est placé sur une orbite héliosynchrone de 666 kilomètres avec une inclinaison orbitale de 98°. Le cycle orbital est de 3 jours et l'heure solaire de passage au nœud descendant est 13h00 ± 15". Le satellite a une durée de vie minimum de 5 ans mais il est toujours opérationnel en 2023[4]. Le satellite GOSAT-2 est lancé par une fusée japonaise H-IIA-202 le 29 octobre 2018. cycle orbital et l'heure solaire de passage au nœud descendant sont identiques[5].

La mise en orbite du successeur des satellites GOSAT est programmée pour mars 2024. Baptisé GOSAT-GW (Global Observing SATellite for Greenhouse gases and Water cycle) ce satellite de 2600 kilogrammes doit reprendre à la fois la mission des satellites GOSAT et celle du satellite GCOM-W Lancé en 2012 pour effectuer des mesures portant sur le cycle de l'eau). Pour ce faire, le satellite emporte deux instruments qui sont des versions améliorées de ceux emportés par GOSAT et GCOM-W[8].