Contexte

L'altimétrie radar par satellite est une technique employée en océanographie pour mesurer de manière globale le niveau de la mer. Ces données sont indispensables pour appréhender la circulation océanique et sa variabilité.

Le projet AltiKa développé par le CNES est basé sur un altimètre en bande Ka large bande (35,75 GHz, 500MHz), 1er altimètre océanographique utilisant une fréquence aussi élevée. L'utilisation de la bande de fréquences Ka fournit des mesures plus précises (amélioration de la résolution spatiale et verticale) permettant une meilleure observation des glaces, des zones côtières, des étendues d'eaux continentales ainsi que de la hauteur des vagues.

Le projet AltiKa s'inscrit dans le volet opérationnel de l'altimétrie satellitaire, conjointement à Jason-2, et permet d'assurer la continuité du service actuellement rendu par la charge utile altimétrique d'Envisat et par Jason-2 et Jason-1.

L’objectif scientifique central de SARAL/AltiKa est l’observation de la circulation océanique à méso-échelle.

On définit la variabilité méso-échelle comme une classe de phénomènes très énergétiques, d’échelles comprises entre quelques dizaines et quelques centaines de kilomètres, et d’une durée allant de quelques jours à plusieurs mois. Les tourbillons, méandres, anneaux, filaments, fronts et ondes d’échelle moyenne font partie de cette classe de phénomènes. Une fois générée, l’énergie cinétique de ces phénomènes est redistribuée dans l’océan.

L’énergie de la variabilité méso-échelle est d’un ordre de grandeur supérieur à celle de la circulation moyenne. La description de la méso-échelle est donc indispensable pour comprendre la dynamique de l’océan, y compris la circulation générale et son rôle sur le climat (via les interactions turbulence méso-échelle/courant moyen).

Cet objectif central se décline en quatre sous-thématiques :

• Étudier la dynamique océanique à méso-échelle : observations, analyses théoriques, modélisation, assimilation de données, définition de paramètres, etc.
• Mieux comprendre la composante océanique du système climatique : étudier certains processus locaux de petite et moyenne échelle encore mal compris, et qui ont un impact sur la modélisation de la variabilité climatique aux grandes échelles d’espace et de temps.
• Étudier des phénomènes de dynamique côtière, qui se produisent à petite et moyenne échelle, et dont une bonne restitution permettra d’anticiper de nombreuses applications aval.
• Contribuer à l’océanographie opérationnelle, très demandeuse en termes de données d’observation in situ et spatiales.

Les objectifs secondaires de SARAL/AltiKa sont notamment le suivi du niveau des principales surfaces d’eaux continentales (lacs, fleuves, mers fermées), le suivi des variations du niveau moyen des mers, l’observation des océans polaires, l’analyse et la prévision des champs de vagues, l’étude des glaces continentales (grâce aux performances améliorées de la bande Ka) et glaces de mer, l’accès à une climatologie des faibles pluies (offert en contrepartie de la sensibilité de la bande Ka aux nuages et faibles pluies).

Avec l’altimètre AltiKa, en assurant la continuité des observations et en élargissant les zones d'observation, le CNES répond ainsi au souhait de la communauté des océanographes en apportant une description :

• Pour la mésoéchelle en plein océan
• En zone côtière
• Pour la prévision saisonnière
• Pour les études climatiques

Les données AltiKa contribuent ainsi, avec celles d'autres missions altimétriques, au développement de l'océanographie opérationnelle, à la compréhension du climat et au développement de capacité de prévision par le développement de méthodes d'assimilation de données dans des modèles de couplage océan-atmosphère, modèles bio-chimiques, etc.

L'altimètre haute résolution AltiKa intégre une fonction radiométrique bi-fréquence permettant de corriger les mesures altimétriques des effets liés à la traversée de la troposphère humide. AltiKa est couplé avec le système d'orbitographie précise, DORIS, associé à un réflecteur laser, afin de déterminer avec précision la position du satellite sur son orbite.

Déroulé du projet

Avec les instruments de la mission Argos-3, l'ensemble de la charge utile AltiKa a été embarqué à bord du satellite SARAL, développé en coopération avec l'ISRO (Agence Spatiale Indienne) qui fournit la plate-forme et assure la maîtrise d'œuvre du satellite, de son lancement et les opérations de mise et maintien à poste. Le CNES fournit la charge utile AltiKa et assure la réception et l'exploitation des données par l'intermédiaire du Service d'Altimétrie et de Localisation Précise, SALP. Deux autres centres de traitement exploitent les données AltiKa : EUMETSAT pour le temps réel, ISRO pour le temps réel et différé. Le lancement du satellite SARAL a eu lieu le 25 février 2013 à 12h31 TU.
 

Organisation

Le cadre de réalisation de SARAL/AltiKa est celui d'une coopération internationale CNES - ISRO. Cette coopération se décline plus précisément comme suit.
 

Le CNES

• Est responsable du management global du projet et du système.
• Contribue à la charge utile en fournissant l'altimètre-radiomètre AltiKa, le système bord DORIS, le réflecteur laser.
• Fournit deux stations sol installées en Suède.
• Est responsable de la définition et de l'exécution de l'ensemble des essais système.
• Effectue le traitement, l'archivage et la distribution des données scientifiques.
   

L'ISRO

• Fournit la plateforme SSB.
• Fournit le lanceur, les opérations de lancement et les infrastructures associées.
• Effectue le traitement, l'archivage et la distribution des données scientifiques.
   

EUMETSAT

Support au CNES pour la production, l'archive et la distribution les produits quasi-temps-réel (OGDR : Operational Geophysical Data Record) aux utilisateurs hors Inde.
 

OSTST

Un groupe international de scientifiques, l'Ocean Surface Topography Science Team (OSTST), apporte une évaluation indépendante sur les objectifs scientifiques, les avancées scientifiques obtenues, et contribue à la plus large diffusion de ces avancées dans un contexte international.