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Le programme d'observation de la Terre de la Nasa et le Système LANDSAT 7

Le présent article présente le programme EOS, pièce maîtresse du programme de sciences de la terre de la NASA. Il met en valeur le programme LANDSAT, et tout particulièrement le satellite LANDSAT 7, lancé le 15 avril 1999, décrit les innovations technologiques du programme, sa politique de gestion et de diffusion des données.

Le Système d'Observation de la Terre de la NASA

EOS (Earth Observation System), pièce maîtresse du programme de sciences de la Terre de la NASA, est un ensemble de systèmes spatiaux et d'études scientifiques interdisciplinaires destinés à faire progresser notre compréhension du changement global.
Le plus important satellite de EOS, Terra (autrefois EOS AM-1), dont le lancement est prévu fin 1999 fournira des mesures essentielles concernant les propriétés physiques et radiatives des nuages, les échanges d'énergie, de carbone, et d'eau air/terre et air/mer, les gaz en traces et les volcans. En orbite conjointe avec Terra, Landsat 7 fera des mesures globales à haute résolution de la surface de la Terre et des régions côtières.

Les autres instruments et missions prochaines d'EOS incluent QuickSAT, qui collecte les données sur le vent à la surface de la mer, SAGE III (Stratospheric Aerosol and gas Experiment), qui génère des profils globaux des principaux gaz atmosphériques, et ACRIM (Active cavity Radiometer Irradiance Monitors) qui mesure l'énergie issue du soleil. La deuxième par ordre d'importance des plates-formes multimissions d'EOS, PM-1, doit être lancée en l'an 2000.
Les projets de recherche interdisciplinaires financés par EOS emploient des ensembles de données spécifiques des sciences de la Terre pour élargir la recherche sur la fonction des systèmes terrestres. Les recherches en cours dans le cadre de EOS regroupent un large éventail de disciplines, incluant la chimie atmosphérique, l'hydrologie, l'utilisation des sols, et les écosystèmes marins.

Le programme d'EOS est géré depuis 1990 par le GSFC (Goddard Space Flight Center) à Greenbelt, Md., pour le compte de l' "Office of Earth Science" de la NASA à Washington, D. C. On peut trouver de plus amples informations sur ce programme sur le site Web du "Project Science Office" d'EOS :

(http : //eospso.gsfc.nasa.gov).

Évolution du programme Landsat

Landsat est le système d'observation de la surface terrestre par satellite le plus ancien des Etats-Unis. Bien que le programme ait connu de nombreux succès dans des applications scientifiques et de gestion des ressources terrestres, Landsat a connu une histoire tumultueuse dans sa gestion, ainsi que des évolutions dans son financement au cours de ses 26 ans d'histoire. Landsat 7 marque une nouvelle direction dans le programme afin de réduire les coûts de données et d'augmenter la couverture globale pour en permettre l'utilisation dans les recherches concernant le changement global.

La NASA a lancé le premier satellite de la série de Landsat (à l'origine appelée ERTS : "the Earth Resources Technology Satellites") le 23 juillet 1972. Le programme a été nommé Landsat en 1975. Les efforts pour introduire le programme Landsat dans le secteur commercial ont commencé sous l'administration Carter en 1979 et ont eu comme conséquence la législation en 1984, qui a chargé la NOAA ("National Oceanic and Atmospheric Administration") de transférer le programme au secteur privé. La Société EOSAT ("Earth Observing Satellite Company") a pris la direction de cette opération en 1985 et a obtenu le droit de mettre les données Landsat sur le marché. Landsat 5 a été lancé en mars 1984 et transmet toujours des images. Landsat 6, qui a été construit et géré commercialement, a été détruit après le lancement en octobre 1993.
Avec l'adoption du "Land Remote Sensing Policy Act" en 1992, la supervision du programme Landsat a commencé à se déplacer du secteur commercial vers le gouvernement fédéral. En 1994, la NASA a été nommée agence principale du programme, travaillant en collaboration avec la NOAA et l'USGS ("U. S. Geological Survey" ), et a intégré Landsat 7 dans son programme EOS. La NASA est responsable du développement et du lancement du satellite et du développement du segment sol. En début de période opérationnelle, Landsat 7 évolue vers un programme cogéré par deux agences, la NASA et la NOAA. La gestion future sera régie par un accord entre les deux sociétés.

En tant qu'élément de la série de satellites EOS de la NASA, Landsat 7 fournira une suite unique d'observations à haute résolution de l'environnement terrestre. Le satellite sera sur une orbite coordonnée avec celle de Terra, observant la même trace au sol à quelques minutes près. Tandis que d'autres instruments à bord du satellite Terra permettront de caractériser des changements quotidiens à basse résolution, Landsat fournira des données à résolution plus fine pour permettre des recherches sur les causes des changements à la surface terrestre.
Landsat 7 transmettra des images significatives de la surface terrestre et des régions côtières pour la recherche sur le changement global, l'étude du changement environnemental régional, la sécurité nationale et d'autres buts civils et commerciaux. Il observera et mémorisera dans une archive américaine des données globales de la Terre une fois par saison. Le projet Landsat 7 fait partie d'un effort de recherche de la NASA coordonné à long terme, afin d'étudier la Terre en tant que système environnemental global.
Landsat 7 a été lancé le 15 avril et commencera sa vie opérationnelle le 29 juin. Toutes les opérations quotidiennes seront confiées à l'USGS en octobre 2001. Actuellement, la NASA dirige les opérations en orbite, tandis que l'USGS est responsable des autres activités. L'USGS/EDC ("Earth Resources Observation Systems (EROS) Data Center"), Sioux Falls, S. D. traitera, archivera et distribuera toutes les données Landsat américaines ; le soutien de stations de réception en Alaska et en Norvège sera également utilisé.

L'équipe projet Landsat, située au "Goddard Space Flight Center" (Greenbelt, Md.), gère le développement de Landsat pour l'"Office of Earth Science" de la NASA à Washington, D.C. Les opérations de l'USGS seront menées au Centre des Opérations et Missions au "Goddard Space Flight Center" et à l' "EROS Data Center".
L'équipe scientifique Landsat ("Landsat Science team"), composée de 14 chercheurs scientifiques, a été sélectionnée en 1996. Ces chercheurs conduisent un ensemble d'études permettant d'exploiter les caractéristiques de LANDSAT 7 dans la recherche sur le changement global.

Une nouvelle ère technologique pour Landsat

L'instrument à bord de Landsat 7 est le "Enhanced Thematic Mapper Plus" (ETM+). ETM+ est un capteur passif qui mesure le rayonnement solaire réfléchi ou émis par la surface de la Terre. L'instrument a huit bandes spectrales sensibles à différentes longueurs d'onde de rayonnement visible et infrarouge et a une meilleure résolution dans la bande infrarouge thermique que l'instrument du "Thematic Mapper" (TM) des satellites Landsat 4 et 5. L'étalonnage de l'instrument est dans la fourchette de 5%, rendant l'ETM+ bien plus précis que ses prédécesseurs.
La continuité des données avec les missions précédentes Landsat est un objectif fondamental du programme Landsat. Pour y parvenir, les images sont cohérentes avec les données des satellites Landsat précédents en termes de format d'acquisition de données, géométrie, résolution spatiale, étalonnage, caractéristiques de couverture et caractéristiques spectrales.

En observant les mêmes zones tous les 16 jours, les données de Landsat 7 seront utilisées pour construire et régénérer périodiquement des archives globales de la surface terrestre éclairée par le soleil et dépourvue de nuages. L'engagement de Landsat 7 à rassembler et à archiver toutes les scènes aux Etats-Unis comprenant l'Alaska et Hawaï est un changement fondamental dans le programme.Des commandes quotidiennes seront envoyées au satellite, définissant quelles images enregistrer et à quel moment transférer les données aux Etats-Unis ou aux stations de réception internationales.Celles-ci collecteront les données Landsat 7autour du globe, les archiveront et les rendront disponibles à travers des "browsers" en ligne sur Internet. Des mesures sont prises pour interconnecter les "browsers" et pour donner aux utilisateurs un seul point d'accès au réseau et un accès facile à l'information contenue dans le catalogue de Landsat.

LandSat - 7

Profils types de Recherches

Risques volcaniques et lacs de lave, L. Flynn, Université d'Hawaï
Les écoulements actifs de lave peuvent être distingués des écoulement plus anciens qui ont déjà commencé à se refroidir.

Modèles de croissance d'extension urbaine, J. G. Masek, Université du Maryland
Comment les politiques de répartition en zones urbaines et les pressions environnementales influencent-elles l'expansion des populations urbaines ?

"Réactivation de dunes" dans les hautes plaines des Etats-Unis, A.F.H. Goetz, Université du Colorado à Boulder. Quelques modèles de climat prévoient que ces paysages arénacés pourraient commencer à se déplacer comme ils l'ont fait dans les années d'ensablement dites "dust bowl".

L'écoulement d'agents contaminants au printemps dans les lacs, J. Schott, Institut de Rochester de Technologie
Dans les plus grands lacs le front thermique peut devenir potentiellement toxique pour les plantes et les animaux.

Utilisation des sols dans les forêts tropicales humides, D. Skole, Université de l'Etat du Michigan
La cause du déboisement est étudiée à l'aide des modèles socio-économiques et des écosystèmes.

Exploitation agricole de précision et gestion de la terre, S. Moran, Etats-Unis, Ministère de l'Agriculture
Les rendements des récoltes peuvent être augmentés en surveillant la santé des plantes et la couverture végétale depuis l'espace.

La santé des forêts tempérées de conifères, C. E. Woodcock, Université de Boston
La destruction forestière liée à des facteurs naturels peut être distinguée de celle liée aux activités anthropiques.

Les changements progressifs de la plaque de glace Antarctique
R. Bindschadler, NASA Goddard Space Flight Center.
Les fleuves de glace peuvent se déplacer plus rapidement et glisser dans la mer lorsque les facteurs qui les pilotent changent.

Cartographie des risques de propagation d'incendie à Yosemite, J. van
Wagtendonk, U. S. Geological Survey.
L'imagerie Landsat est utilisée pour identifier différents types de biomasse sèche sur la terre.

Contact :
Earth Observing System Project Science Office -Code 900
NASA Goddard Space Flight Center - Greenbelt, MD 20771
NASA's Earth Science Enterprise - Code Y - NASA Headquarters - Washington, DC 20546

U.S. Geological Survey - EROS Data Center - Sioux Falls, SD 57198

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