Mission de gravimétrie spatiale.

Etude du champ de gravité et de la circulation des océans
 
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Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer
CARACTERISTIQUES 
Instruments :
gradiomètre, GPS, réflecteur laser, senseurs d'étoiles
Objectifs Scientifiques :
mesurer le champ de gravité moyen de la Terre
Orbite quasi-circulaire, altitude moyenne de 265 Km
Durée de vie nominale :
20 mois (2 phases d'observations de 6 mois)
Intérieur de Goce
Intérieur de Goce © ESA

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Carte gravimétrique modiale - Anomalie de Bouguer sphérique complète
Carte gravimétrique modiale - Anomalie de Bouguer sphérique complète
Carte gravimétrique modiale - Anomalie Isostatique
Carte gravimétrique modiale - Anomalie Isostatique
Carte gravimétrique modiale - Anomalie à l'air libre sur la surface terrestre
Carte gravimétrique modiale - Anomalie à l'air libre sur la surface terrestre
 

Principales étapes du projet

Timeline

GOCE est la première mission cadre sélectionnée à l'ESA (en novembre 1999) dans le programme Earth Explorer.

L'objectif scientifique de GOCE est de cartographier le champ de gravité terrestre à haute résolution (100 Km sur le globe, ou un modèle du champ de gravité développé jusqu'au degré 200) avec une erreur inférieure à 2-3 cm à cette échelle. Une amélioration de la précision d'environ un ordre de magnitude du modèle de champ de gravité est attendue grâce à la combinaison des instruments performants et une altitude basse (la sensibilité d'un satellite au champ de gravité diminue rapidement en fonction de l'altitude).

GOCE, à l'opposé de GRACE, mesure la partie statique, ou moyenne, du champ de gravité, et fournira la surface de référence, appelée le géoïde, nécessaire aux océanographes afin de déduire le niveau moyen des océans et les courants. Le modèle du champ de gravité, et les gradients de gravité, seront aussi d'une grande utilité pour les études géophysiques et pour la géodésie.
Le lancement, depuis la base de Plesetsk, a eu lieu le 17 mars 2009.
La mission devait à l'origine terminer sa cartographie du champ de gravité terrestre en avril 2011, elle a été étendue de 18 mois, elle se terminera donc fin 2012.

Pour remplir l'objectif scientifique, la charge utile est constituée des instruments suivants :

  • Un gradiomètre à trois axes orthogonaux (radial, le long de la trace, normal au plan d'orbite), constitué de trois paires d'accéléromètres (à trois axes, précision 10-12 ms-2Hz-0.5) par axe séparés par une distance de 50 cm. Les gradients de gravité sont mesurés avec une très grande précision de 3 mE (milli-Eötvös ; 10-12s-2) dans la bande passante de 0.005 à 0.1 Hz. Les accéléromètres sont construits par l'ONERA (Office National d'Etudes et de Recherches Aerospatiales) ;
  • Un récepteur GPS Lagrange pour le calcul d'orbite précise ;
  • Un réflecteur laser pour le calcul d'orbite précise ;
  • Des senseurs d'étoiles afin de mesurer l'attitude inertielle du satellite.

C'est la première mission scientifique à traînée compensée, une condition nécessaire pour le bon fonctionnement du gradiomètre, mais aussi pour la survie du satellite : l'altitude très basse de la mission, 265 Km, entraînera sa perte dans l'atmosphère en quelque mois seulement sans compensation. L'annulation du freinage atmosphérique dans la direction du mouvement est possible grâce aux moteurs ioniques avec des poussées hautement variables.

L'équipe de Géodésie Spatiale du CNES est membre du consortium EGGC (European Gravity Gradient Consortium) choisi par l'ESA pour le traitement de données de la mission, et en particulier pour la modélisation du champ de gravité par la méthode numérique directe. Les produits de niveau 2 suivants seront disponibles à peu près 6 mois après la fin de la mission :

  • Modèle de champ de gravité jusqu'au degré 200 (minimum) et sa matrice de variance-covariance ;
  • Les orbites précises (par les méthodes cinématiques et dynamiques réduites) ;
  • Les gradients de gravité étalonnés et corrigés.

Un bureau national de coordination des utilisateurs : FROG (French Resources Organization for GOCE) a également été créé.


Dernière mise à jour 23/01/2014
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ACTUALITES
20/01/2014 : Gradients de gravité et structure du manteau terrestre  
11/11/2013 : GOCE s'abandonne à la gravité  
21/10/2013 : Fin de la mission GOCE de l'ESA  
11/03/2013 : GOCE : le premier sismographe en orbite  
04/05/2011 : GOCE redessine les contours du géoïde terrestre  
31/03/2011 : GOCE a mesuré avec une précision inédite les variations infimes de la gravité terrestre (en anglais)  
Les actualités de la mission GOCE à l'ESA (en anglais)  
Premier modèle modial de gravité par GOCE - Crédits : ESA – GOCE High Level Processing Facility
Premier modèle modial de gravité par GOCE - Crédits : ESA – GOCE High Level Processing Facility
 
LE SATELLITE (crédits ESA)
Goce satellite  
LES ACCÉLÉROMETRES 1 À 6 DANS LE REPÈRE DU GRADIOMÈTRE GRF
(Z est radial, X est le long de la trace, Y est normal au plan d'orbite). L'origine, 0GRF, est positionné dans le centre de masse du satellite
Accelerometre 1 a 6
ANOMALIES DE GRAVITE DU MODELE EIGEN-GL04C
(1 mGal = 10-5 ms-2)
Anomalie de gravite