Le hockey garde Paco López-Dekker les deux pieds sur terre. Là, il entend : c’est bien que bientôt vos satellites volent dans l’espace, mais votre passe était tout simplement mauvaise.
López-Dekker est chercheur principal à la TU Delft sur une mission satellite que l’Agence spatiale européenne a sélectionnée en septembre dernier comme 10e explorateur de la Terre. Ce sont des missions dont le but est de surveiller comment les processus sur terre sont modifiés par les gens. López-Dekker est le premier chercheur principal néerlandais d’un explorateur de la Terre. Avec son équipe, il a imaginé la mission Harmony et guide aujourd’hui son développement.
Harmony doit être lancé en 2029 depuis Kourou en Guyane française. Deux nouveaux satellites radar se mettront ensuite en orbite pour observer les processus liés au climat, ainsi qu’un satellite radar existant de l’ESA : Sentinel-1. Nous nous réunissons dans le bâtiment des géosciences de la TU Delft.
« En Europe, nous sommes leaders dans le domaine de l’observation de la Terre et l’agence spatiale américaine NASA est jalouse de ce que nous faisons ici. Nous avons souvent l’impression de bien connaître la Terre. Ce n’est pas vrai.”
Des centaines de millions de personnes dépendent de l’eau de fonte des glaciers, mais elles s’épuisent
Que nous apprendra Harmony sur la Terre ?
« Fondamentalement, trois choses. Il surveillera les petits déplacements de la surface terrestre qui peuvent entraîner des tremblements de terre, l’écoulement des glaciers et le fonctionnement du couplage entre la surface de l’océan et la basse atmosphère. La majeure partie de la surface de la Terre est constituée d’océans et 90% de la chaleur supplémentaire depuis le changement climatique actuel s’y est retrouvée. L’échange de gaz et de chaleur entre l’océan et l’atmosphère n’a pas encore été bien étudié. La chaleur et les gaz se déplacent par turbulence. Ces déplacements se font à petite échelle, quelques kilomètres carrés. Les satellites précédents n’ont pas observé suffisamment de détails pour suivre ces mouvements.
Harmony mesurera les mouvements des nuages, le vent, les vagues et les courants de surface en haute résolution en travaillant avec trois satellites. Pour voir où quelque chose se déplace, un satellite radar renvoie successivement des impulsions vers la Terre et mesure à quelle vitesse elles rebondissent. Plus vite, plus proche à ce moment-là. « Avec un satellite radar, vous mesurez dans une seule dimension : la direction de visée du satellite. Avec trois satellites regardant sous des angles différents, nous avons suffisamment de diversité dans les directions de mesure pour pouvoir reconstituer les mouvements dans toutes les directions.
La mission polyvalente est le reflet de la personnalité de López-Dekker. «Je n’ai jamais été concentré sur une chose; On m’a souvent dit que j’avais trop d’intérêts. En tant que chercheur principal, je rassemble maintenant différents types de personnes : scientifiques et ingénieurs. Je parle aux deux parties : qu’est-ce qui est technologiquement faisable pour les scientifiques et qu’est-ce que les scientifiques veulent que la technologie soit capable de faire ? »
Comment est née l’idée de surveiller les mouvements sur terre avec trois satellites ?
« Les idées de nouveaux satellites surgissent lorsque les développements technologiques et les questions scientifiques se rencontrent. L’ingénierie derrière Harmony s’appuie sur une autre mission que j’ai développée en 2015. Il devait également surveiller les mouvements sur terre et dans les glaciers. Des centaines de millions de personnes dépendent de l’eau de fonte des glaciers pour leur approvisionnement en eau, mais elles s’épuisent en raison du changement climatique. Nous voulions mesurer cela en haute résolution avec une nouvelle technologie radar. Mais cette mission n’a pas été sélectionnée par l’ESA. Il n’y avait pas de budget pour ça. »
Nous étions en concurrence avec deux autres missions, mais elles ont été rapidement abandonnées car elles se sont avérées trop chères
Pourquoi Harmonie a-t-elle été choisie ?
“Nous avons ajouté la question sur le rôle de l’océan dans le changement climatique en 2018. Combien de temps les océans peuvent absorber la chaleur supplémentaire est une question qui est maintenant très pertinente. Et l’exécution de la mission est techniquement faisable.
“Le nom Harmony est né d’une conversation avec ma fille de dix ans. Il y avait toutes sortes de propositions de mission à l’ESA avec des noms de dieux masculins. Je voulais une déesse latine féminine. Concordia est la déesse de l’unité, mais cela a été sensible à cause du naufrage du Costa Concordia en 2012. L’harmonie est la version grecque de Concordia.
Quatre ans de travail acharné et de plaisir, vous avez écrit sur Twitter. Comment s’est déroulée la procédure de sélection ?
« Tous les trois ans, l’ESA lance un appel à idées nouvelles pour les missions satellitaires. Ensuite, les équipes soumettent des propositions de missions qu’elles jugent scientifiquement suffisamment intéressantes pour dépenser de l’argent. L’ESA en sélectionne un petit nombre pour une étude de faisabilité. Nous étions en concurrence avec deux autres missions, mais elles ont été rapidement abandonnées car elles s’avéraient trop coûteuses. Pendant un an et demi, nous avons effectué des tests avec des centaines de personnes – comme avec des avions au-dessus de la mer des Wadden – et nous avons fait beaucoup de simulations informatiques. C’est un gros risque, car la probabilité que les travaux n’aboutissent toujours pas à une mission était beaucoup plus grande que la probabilité que le satellite y parvienne réellement.
« Ensuite, nous nous sommes tenus sur une scène avec quatorze scientifiques et quelques collègues impliqués de l’ESA et nous avons dû convaincre le comité consultatif de l’ESA. Les réactions ont été positives, mais le dernier e-mail de rachat de l’ESA a pris des mois.
Par exemple, nous voulons mesurer la force avec laquelle le vent appuie sur l’eau
Qu’avez-vous fait lorsque vous avez appris que l’ESA voulait diriger Harmony ?
« Les scientifiques sont des gens terre-à-terre. Nous avons rencontré brièvement l’équipe scientifique en ligne, puis nous avons immédiatement commencé à travailler sur les défis auxquels nous sommes toujours confrontés avec Harmony. »
Quels sont ces défis ?
«Eh bien, le lancement sera bien sûr très excitant. Au total, la mission est estimée à 420 millions d’euros et des centaines de personnes y travaillent. Lors du lancement, les satellites s’envolent à des milliers de kilomètres à l’heure. Tout peut casser.
«Mais: la chose vraiment excitante est que nous devons maintenant nous assurer que Harmony aide réellement les scientifiques. Il est important que nous apprenions à interpréter les données. Nos satellites mesurent indirectement. Par exemple, nous voulons mesurer la force avec laquelle le vent exerce une pression sur l’eau, car cela en dit long sur l’échange de chaleur et de gaz. Mais il est impossible de mesurer cette pression depuis l’espace. Cependant, plus le vent pousse fort, plus l’eau est agitée. Et vous pouvez mesurer la rugosité avec un radar : plus c’est rugueux, plus il y a de réflexion. Pour comprendre et quantifier toutes les relations, je modélise maintenant à quoi ressembleront les observations d’Harmony. Avant, seule la sélection pour l’exécution et le lancement était un point à l’horizon, maintenant nous devons nous assurer que les satellites ne se contentent pas de voler, mais font ce que nous avons promis.