Suivez un voyage simulé de la destruction de la mission Aeolus de l’ESA

Le 28 juillet, l’Agence spatiale européenne a commandé sa longue mission de profil de vent Aeolus pour rentrer dans l’atmosphère terrestre. Il l’a fait et s’est désintégré en morceaux au-dessus de l’Antarctique. Bien sûr, les satellites le font souvent. Mais, Aeolus était différent. Il s’est frayé un chemin dans un profil de rentrée en toute sécurité, une activité unique en son genre conçue pour éviter les régions peuplées de la Terre.

Pour célébrer cet accomplissement, l’ESA a réalisé une vidéo montrant une simulation de la rentrée d’Aeolus. Il a été créé à partir d’un modèle du vaisseau spatial Aeolus, compte tenu de sa forme, de sa taille, de sa masse et de ses matériaux, ainsi que de l’effet « aérothermodynamique ». C’est l’étude du comportement des gaz à grande vitesse, y compris les effets thermiques entre les gaz et les surfaces solides.

L’outil utilisé, SCARAB, crée une simulation de la rentrée d’Aeolus avec “six degrés de liberté”, et montre les derniers instants de la rentrée d’Aeolus, lorsque le vaisseau spatial tombe naturellement dans une descente incontrôlée. Cette vue à vol d’oiseau a donné aux contrôleurs de mission une vue virtuelle de leur vaisseau spatial effectuant sa descente finale.

À propos de la Mission

Aeolus était un élément précieux des flottes de satellites d’observation de la Terre lancées par l’ESA et la NASA, entre autres. La mission du vaisseau spatial est peut-être terminée, mais ses données ont beaucoup contribué à la science des prévisions météorologiques. En particulier, il est devenu le premier satellite à acquérir des profils mondiaux de haute qualité du vent terrestre. Pour ce faire, il a utilisé le seul instrument qu’il emportait : un lidar à vent Doppler qui mesurait en permanence les vents jusqu’à une altitude de 30 km. Il a mesuré des vitesses avec une précision de 1 mètre/seconde dans l’atmosphère jusqu’à 2 kilomètres et de 2 mètres par seconde dans la troposphère jusqu’à 16 km. Il pouvait mesurer jusqu’à 100 profils de vent par heure.

Le lidar Doppler (appelé ALADIN) a effectué ces mesures en envoyant des impulsions laser de lumière ultraviolette dans l’atmosphère. Une fois dans les courants d’air, la lumière se réfléchit sur les molécules de gaz et la poussière. Une partie de la lumière est renvoyée vers la Terre, où un télescope au sol l’a collectée. En mesurant le décalage Doppler dans ces signaux renvoyés, les scientifiques ont pu déterminer la vitesse horizontale des vents dans les 30 km les plus bas de l’atmosphère. Il s’agissait d’une toute première tentative pour effectuer ces mesures, et Aeolus a réussi à le faire. Les modèles de prévisions climatiques et météorologiques utilisent désormais les données collectées. Il a également fourni des données pour les prévisions de cendres volcaniques lors des éruptions, ce qui est extrêmement utile dans l’aviation.

Guider Aeolus vers la Terre

Le vaisseau spatial a été lancé en 2018 et a dépassé de deux ans sa durée de vie de mission de trois ans. Il était sur le point de manquer de carburant, le laissant subir une rentrée non guidée. De plus, il avait déjà plongé à un point où il « voyait » le sommet de l’atmosphère terrestre. Une partie de cela était due à l’activité solaire « gonflant » l’atmosphère. Ainsi, les planificateurs de la mission ont décidé de planifier un dernier voyage guidé sur Terre pour Aeolus alors qu’ils avaient encore du carburant pour manœuvrer le vaisseau spatial.

Les ingénieurs ont élaboré un ensemble de mouvements qui ont permis au vaisseau spatial de tomber naturellement à environ 280 km. Ensuite, le vaisseau spatial a été dirigé à environ 150 km au-dessus de la surface de la Terre. À ce moment-là, l’équipe d’ingénierie a envoyé un dernier ensemble de commandes pour que le vaisseau spatial continue son chemin au-dessus de régions non peuplées. A environ 80 km, le frottement avec l’atmosphère a surtout vaporisé Aeolus se désintégrant au-dessus de l’Antarctique. Le Commandement spatial américain a confirmé que la mission était terminée, avec la première rentrée assistée de tout vaisseau spatial.

L’héritage d’Aeolus se poursuivra avec les futurs lidars à profil de vent à bord d’autres engins spatiaux. Les futures missions lidar par satellite seront utiles pour les études à long terme des vents terrestres. Mais, ils ont aussi d’autres usages. Par exemple, ils pourraient être utilisés pour calibrer les échelles d’énergie utilisées par différents observatoires de rayons cosmiques. Ces instruments contribueront également à faire progresser les technologies utilisées pour créer des lasers spatiaux utilisés dans les lidars.

Pour plus d’informations

Simulation de la disparition d’Éole : une vue d’ensemble
Aeolus : la mission éolienne de l’ESA
Aeolus Re-entry : comment nous avons marqué l’histoire