15 mai 2023
Le référentiel terrestre
L’amélioration et l’homogénéisation des systèmes de référence spatio-temporels sur Terre et, plus particulièrement, la réalisation du référentiel terrestre (TRF) avec une précision de 1 mm et une stabilité à long terme de 0,1 mm/an sont importantes pour de nombreuses activités scientifiques et sociétales. La connaissance du TRF est fondamentale pour les sciences de la Terre et de la navigation. Par exemple, la quantification de l’évolution du niveau de la mer dépend fortement d’une détermination précise du mouvement du géocentre, mais aussi des positions des stations de référence continentales et insulaires, telles que celles situées sur les marégraphes, ainsi que des stations terrestres des réseaux de suivi. Par ailleurs, de nombreuses applications en géophysique nécessitent une précision au millimètre du référentiel, comme par exemple le suivi des mouvements tectoniques ou de la déformation de la croûte terrestre, ce qui contribue à une meilleure compréhension des risques naturels.
Co-localisation des quatre techniques de géodésie spatiale dans l’espace
La précision du TRF à atteindre représente le consensus de diverses autorités, dont l’Association internationale de géodésie (IAG), qui a énoncé les exigences en matière de géodésie pour les sciences de la Terre. En outre, la résolution 69/266 des Nations unies stipule que le développement de missions spatiales de positionnement et de télédétection de la Terre ne peut être pleinement bénéfique à la société que si ces missions sont référencées par rapport à un référentiel géodésique unifié à différentes échelles. Aujourd’hui, nous sommes encore loin de ces objectifs ambitieux de précision et de stabilité pour la réalisation du TRF. Cependant, la combinaison et la co-localisation des quatre techniques de géodésie spatiale sur une plate-forme satellitaire peuvent contribuer de manière significative à la réalisation de ces objectifs.
C’est le but de la mission GENESIS, une composante du programme FutureNAV de l’Agence spatiale européenne (ESA). La plate-forme GENESIS sera un observatoire géodésique spatial dynamique transportant tous les instruments géodésiques référencés les uns par rapport aux autres grâce à des liens spatiaux soigneusement calibrés. La co-localisation des techniques dans l’espace permettra de réduire les incohérences et les biais entre les différentes techniques géodésiques afin d’atteindre les objectifs de précision et de stabilité du TRF approuvés par les différentes autorités internationales et la communauté scientifique.
Recherche d’une orbite optimal pour GENESIS
Le SYRTE, l’IGN et l’IPGP sont impliqués dans les réflexions menées pour la future mission spatiale GENESIS. Après une première étude de conception de la mission, plusieurs scénarios sont envisagés pour le lancement du satellite, qui peuvent conduire à différentes orbites. Le travail commencé a pour but d’étudier l’orbite nominale proposée par l’ESA, et, éventuellement, d’en proposer de meilleures, au regard de critères bien identifiés, en tenant compte des contraintes fixées par l’ESA (lanceur, coût, durée de vie des instruments, etc.).
Publications
- Delva, Pacôme, Zuheir Altamimi, Alejandro Blazquez, Mathis Blossfeld, Johannes Böhm, Pascal Bonnefond, and others, ‘GENESIS : Co-Location of Geodetic Techniques in Space’, Earth, Planets and Space, 75.1 (2023), 5