29 Septembre 2014

ALOS

Le satellite ALOS - le nœud Européen ALOS

ALOS : un programme ambitieux

  Le satellite d'observation de la Terre japonais à haute résolution ALOS (Advanced Land Observation Satellite) constitue à l'heure actuelle le fer de lance du programme d'application japonais en matière d'observation de la terre. Il sera mis en orbite vers mi 2004 par le lanceur H-IIa. Avec une masse d'environ 3 900 kg et une puissance bord de l'ordre de 7 kW, il sera placé sur une orbite héliosynchrone à 691 km d'altitude avec une répétitivité de 46 jours.

La mission ALOS est construite à partir des expériences ADEOS et J-ERS. Elle est basée sur une conception avancée du véhicule spatial, visant à répondre à des exigences élevées en matière de cartographie précise des surfaces terrestres.
ALOS disposera de trois instruments principaux :

  • PRISM : instrument à haute résolution optique, fonctionnant en mode panchromatique, et permettant d'acquérir des images sous trois angles de visée, avant, arrière et nadir (instrument tri-stéréoscopique),
  • AVNIR2 : instrument multi-spectral à très haute résolution optique et,
  • PALSAR : radar à synthèse d'ouverture en bande L, imageur à haute résolution.

Malgré sa filiation avec les satellites ADEOS-1 et J-ERS. ALOS diffère très largement de ses prédécesseurs avec un saut technologique majeur pour ce qui concerne les performances des capteurs et les choix technologiques ambitieux visés en particulier sur le contrôle d'attitude de la plate-forme.

L'instrument PRISM

  L'instrument PRISM offre une résolution au sol de 2,5 m au sol. La barrette de CCD utilisée dispose de 5000 capteurs et requiert un échantillonnage rapide (14 MHz).
Le système PRISM utilise trois télescopes indépendants pour fournir des images stéréoscopiques le long de la trace. Les télescopes respectivement dirigés vers l'avant et vers l'arrière sont inclinés de ± 24° par rapport à la verticale. Cette configuration procure une vision stéréoscopique caractérisée par un rapport base/hauteur (B/H) de l'ordre de 1 autorisant une résolution altimétrique de l'ordre de 3 mètres pour une trace au sol de 35 km.
A beaucoup d'égard l'instrument PRISM s'avère très comparable à l'instrument HRS de SPOT-5.

L'instrument AVNIR-2

  AVNIR-2 est un radiomètre de technologie dérivée du modèle AVNIR-1 d'ADEOS, doté d'une résolution spatiale de 10 m pour une largeur d'image de 70 km. Il acquiert dans quatre bandes spectrales couvrant le visible et le proche infra-rouge et centrées sur les longueurs d'onde suivantes :
Bande 1 : 0,42 à 0,50 µm, Bande 2 : 0,52 à 0,60 µm, bande 3 : 0,61 à 0,69 µm, Bande : 4 0,76 à 0,89 µm.

L'instrument PALSAR

  L'instrument PALSAR est le deuxième radar spatial à synthèse d'ouverture (SAR) développé au japon. Il fonctionne en bande L (1270 MHz), et en mode polarimétrique (4 polarisations : HH, VV, HV, et VH). Il pourra acquérir des images sous des incidences comprises entre 18° à 60°. Selon le mode d'acquisition, les résolutions au sol seront comprises entre 7 m (mode fin) et 100 m (mode ScanSAR), pour des fauchées respectives de 40 à 350 km.

Le concept de nœud ALOS

La NASDA a proposé dans le cadre du projet ALOS , un concept de gestion sol particulièrement original consistant à sous-traiter la gestion des demandes utilisateurs et la capacité de traitement auprès de 4 Agences réparties dans le monde :

  • la NOAA (avec Alaskan Sar Facilities comme partenaire) pour l'Amérique (nord et sud),
  • le CNES avec l'ESA comme partenaire pour la zone Europe/Afrique/moyen orient,
  • GA (Geomatic Australia) pour l'Océanie et l'Australie,
  • La NASDA (avec GISTDA Thaïlande comme partenaire) pour l'Asie et Antarctique.

Le nœud Européen est intitulé ADEN (Alos Data European Node).
La zone appartenant au nœud de données européen (appelée aussi région ADEN) couvre l'ensemble des continents européen et africain ainsi qu'une grande partie du Groenland. Un nœud est défini par l'origine des utilisateurs de sa zone (et non pas par l'origine de la donnée). Par exemple, si un utilisateur européen a besoin de données sur l'Amérique du Sud, il s'adressera à ADEN. Le nœud européen transmettra alors la demande à la NASDA, détentrice de l'ensemble des données brutes. Par contre s'il s'agit de données à acquérir sur l'Europe, le nœud ADEN, qui reçoit de façon systématique les données brutes sur sa zone, n'aura pas, dans ce cas, à fournir de requête complémentaire.
La raison d'une telle procédure provient du besoin d'offrir aux utilisateurs un point d'entrée unique, quelle que soit la nature de sa demande. Ce procédé permet également d'assurer une politique de distribution autonome d'un nœud à l'autre.
En tant que centre de données, le nœud reçoit les données de niveau 0 (sur cassettes en provenance de la NASDA ou via une station en bande X) et les traite. Il génère, archive et distribue les données de niveau 1 aux utilisateurs scientifiques et commerciaux. Il gère aussi la mise à disposition d'un catalogue des produits disponibles.
Le nœud assure également un support scientifique à travers la sélection d'investigateurs appartenant à la zone ADEN, et la fourniture des produits de niveau 1 nécessaires à leurs travaux. Le Nœud aide également à la promotion des résultats obtenus.

Les intérêts européens

Les fonctionnalités du satellite ALOS à haute résolution sont d'un intérêt évident pour les entités et utilisateurs européens concernés par le développement d'initiatives telles que GMES (cartographie systématique des terres émergées) et/ou surveillance de la Terre. Le satellite ALOS offre en effet une capacité unique d'obtenir sur une même séquence de temps tout à la fois des données optiques multi-spectrales, SAR et optiques stéréoscopiques à haute résolution d'une région donnée.
Ces données assureront également une complémentarité avec les missions européennes existantes comme SPOT-5 ou ENVISAT ; elles permettront ainsi un accès plus rapide à l'information, nécessaire à la gestion de catastrophes, de pollutions, etc...

Le rôle du CNES

Le CNES agit en temps que responsable programmatique européen, en concertation avec la NASDA et les Noeuds US (NOAA) et Océanie (Australian Geomatic).
L'ESA assume la réalisation technique de l'ensemble des éléments d'ADEN et contribue à l'établissement des moyens de traitement en temps différé.
Les éléments ADEN-OLAP (Off Line Archiving and Processing), ainsi que le centre de coordination ADEN (MCC) devraient être implantés à Toulouse.
CLS (Collecte, Localisation, Satellites) devrait ainsi héberger des moyens techniques. SPOT IMAGE devrait être largement associé à la structure de distribution commerciale.