Dans une étape significative pour l'observation mondiale de la Terre, dix-sept jours après le lancement du satellite NISAR depuis le sud-est de l'Inde, un matériel scientifique clé a été déployé avec succès en orbite. Il s'agit d'un réflecteur d'antenne géant, d'un diamètre impressionnant de 12 mètres, qui fait partie de la mission NISAR (NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar), une entreprise commune entre l'agence spatiale américaine NASA et l'Organisation indienne de recherche spatiale (ISRO).

Ce réflecteur en forme de tambour, qui était jusqu'à présent soigneusement rangé comme un parapluie, s'est déployé avec succès en orbite terrestre basse après que la perche de support de 9 mètres sur laquelle il est monté a été déployée et fixée. Lancé le 30 juillet depuis le Centre spatial Satish Dhawan en Inde, sur la côte sud-est de l'Inde, le satellite NISAR représente un outil révolutionnaire pour surveiller une série de changements géophysiques et environnementaux vitaux sur notre planète. Sa tâche principale comprend la mesure précise du mouvement des calottes glaciaires et des glaciers, des déformations du sol causées par les tremblements de terre, l'activité volcanique et les glissements de terrain, ainsi que des changements dans les écosystèmes forestiers et humides, avec une précision de l'ordre de la fraction de centimètre. Les données qu'il collectera seront d'une importance inestimable pour les décideurs de divers secteurs, de la réponse aux catastrophes naturelles et de la surveillance des infrastructures à l'agriculture et à la gestion des ressources.

Karen St. Germain, directrice de la Division des sciences de la Terre au siège de la NASA à Washington, a souligné l'importance de cette réalisation. "Le déploiement réussi du réflecteur de NISAR marque une étape importante dans les capacités du satellite. De la technologie innovante à la recherche et à la modélisation, en passant par la fourniture de données scientifiques qui aident à la prise de décision, les données que NISAR collectera auront un impact majeur sur la manière dont les communautés mondiales et les parties prenantes améliorent les infrastructures, se préparent et se remettent des catastrophes naturelles, et maintiennent la sécurité alimentaire", a déclaré St. Germain.

Une merveille technologique en orbite : Comment fonctionne le radar de NISAR

L'équipe de la mission NISAR au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, en collaboration avec des collègues en Inde, a effectué le déploiement du réflecteur de l'antenne radar du satellite le 15 août 2025. Ce réflecteur, d'environ 12 mètres de diamètre, est essentiel pour diriger les impulsions micro-ondes des deux radars de NISAR vers la Terre et pour recevoir les signaux de retour. La mission transporte les systèmes radar les plus sophistiqués jamais lancés dans le cadre d'une mission de la NASA, ce qui représente un bond en avant significatif dans la technologie d'observation de la Terre.

Pour la première fois, un satellite combine deux systèmes de radar à synthèse d'ouverture (SAR) : un système en bande L et un système en bande S. Le système en bande L, avec ses longueurs d'onde plus longues, a la capacité de pénétrer les nuages et la canopée forestière dense, ce qui le rend idéal pour surveiller les changements de végétation, la biomasse forestière et l'épaisseur de la glace. D'autre part, le système en bande S, bien qu'il pénètre également les nuages, est plus sensible à la végétation légère et à l'humidité de la neige, fournissant des informations plus détaillées sur les changements de surface et l'humidité du sol. Le réflecteur joue un rôle clé pour les deux systèmes, c'est pourquoi son déploiement réussi est une étape si importante pour l'ensemble de la mission.

Phil Barela, chef de projet NISAR au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, qui a géré la partie américaine de la mission et fourni l'un des two systèmes radar sur NISAR, a souligné la complexité et l'importance de cette réalisation. "C'est le plus grand réflecteur d'antenne jamais déployé pour une mission de la NASA, et bien sûr, nous attendions avec impatience que le déploiement se passe bien. C'est une partie essentielle de la mission scientifique de la Terre de NISAR et il a fallu des années pour le concevoir, le développer et le tester afin qu'il soit prêt pour ce grand jour", a déclaré Barela. "Maintenant que nous avons lancé, nous nous concentrons sur son réglage fin pour commencer à fournir des données scientifiques transformatrices d'ici la fin de l'automne de cette année."

Le processus de "floraison" de l'antenne : une prouesse d'ingénierie

Le processus de déploiement du réflecteur, appelé "floraison" (bloom), a représenté une prouesse d'ingénierie exceptionnelle. Le réflecteur, pesant environ 64 kilogrammes, se compose d'un cadre cylindrique composé de 123 tiges de support en composite et d'un treillis métallique plaqué or. Le 9 août, la perche du satellite, qui était solidement fixée au corps principal du satellite, a commencé à se déplier articulation par articulation, jusqu'à ce qu'elle soit complètement étendue environ quatre jours plus tard. L'ensemble du réflecteur était monté à l'extrémité de cette perche.

Puis, le 15 août, de petits boulons explosifs maintenant l'ensemble du réflecteur en place ont été activés, permettant à l'antenne de commencer le processus de "floraison" – son déploiement en libérant la tension stockée dans son cadre flexible alors qu'il était rangé comme un parapluie. L'activation ultérieure de moteurs et de câbles a ensuite tiré l'antenne dans sa position finale et fixe. Les équipes de NISAR au JPL, ainsi que leurs collègues des installations de l'ISRO en Inde, ont supervisé l'ensemble du processus. Le réflecteur s'est déployé de ses 0,6 mètre initiaux dans sa configuration rangée à sa taille normale de 12 mètres en seulement 37 minutes, ce qui témoigne de la précision et de la fiabilité de la conception technique.

Pour imager la surface de la Terre avec une résolution de pixel d'environ 10 mètres, le réflecteur a été conçu avec un diamètre à peu près égal à la longueur d'un autobus scolaire. En utilisant le traitement SAR, le réflecteur de NISAR simule une antenne radar traditionnelle qui devrait mesurer 19 kilomètres de long pour que l'instrument en bande L de la mission atteigne la même résolution. Cette technique permet d'obtenir une résolution exceptionnellement élevée avec une antenne physique relativement petite dans l'espace.

Radar à synthèse d'ouverture (SAR) : Une fenêtre sur les changements de la Terre

Paul Rosen, scientifique du projet NISAR au JPL, a expliqué le principe du radar à synthèse d'ouverture. "Le radar à synthèse d'ouverture, en principe, fonctionne comme une lentille d'appareil photo, qui focalise la lumière pour créer une image nette. La taille de la lentille, appelée l'ouverture, détermine la netteté de l'image", a déclaré Rosen. "Sans le SAR, les radars spatiaux pourraient générer des données, mais la résolution serait trop grossière pour être utile. Avec le SAR, NISAR sera capable de générer des images à haute résolution. En utilisant des techniques interférométriques spéciales qui comparent des images au fil du temps, NISAR permet aux chercheurs et aux utilisateurs de données de créer des 'films' en 3D des changements qui se produisent à la surface de la Terre."

Cette capacité à suivre des changements subtils en trois dimensions est cruciale pour comprendre les processus géologiques complexes. Par exemple, NISAR sera capable de détecter des déplacements de sol de l'ordre du millimètre avant et après des tremblements de terre, de surveiller la déformation des dômes volcaniques qui peuvent indiquer des éruptions imminentes, et de cartographier les glissements de terrain et l'affaissement du sol causés par le pompage des eaux souterraines ou le dégel du pergélisol. De telles données sont inestimables pour l'évaluation des risques et la planification des mesures de protection.

Outre les applications géologiques, NISAR fournira des informations sans précédent sur les cycles mondiaux de l'eau et du carbone. En suivant les changements de la biomasse forestière, le satellite aidera à évaluer le stockage du carbone et l'impact de la déforestation. En mesurant l'humidité du sol et les changements dans les zones humides, il contribuera à une meilleure compréhension des processus hydrologiques et de l'impact du changement climatique sur les ressources en eau. Sa capacité à pénétrer les nuages et la végétation assure une collecte de données continue, quelles que soient les conditions météorologiques, ce qui est crucial pour le suivi des processus dynamiques.

Des décennies de développement et une collaboration internationale

Le satellite NISAR représente l'aboutissement de décennies de développement de systèmes radar spatiaux au JPL. À partir des années 1970, le JPL a exploité le premier satellite SAR d'observation de la Terre, Seasat, lancé en 1978, ainsi que la mission Magellan, qui a utilisé le SAR pour cartographier la surface couverte de nuages de Vénus dans les années 1990. Cette riche histoire et cette expérience dans le développement de la technologie radar dans l'espace ont jeté les bases de l'ambitieuse mission NISAR.

La mission NISAR est un partenariat entre la NASA et l'ISRO qui englobe des années de collaboration technique et programmatique. Le lancement et le déploiement réussis de NISAR s'appuient sur un solide héritage de coopération entre les États-Unis et l'Inde dans le domaine spatial. Les données qui seront produites par les deux systèmes radar de NISAR, l'un fourni par la NASA et l'autre par l'ISRO, témoigneront de ce qui peut être accompli lorsque les pays s'unissent autour d'une vision commune d'innovation et de découverte. Cette collaboration n'est pas seulement impressionnante sur le plan technique, mais aussi significative sur le plan diplomatique, montrant comment la recherche scientifique peut transcender les frontières et favoriser la coopération mondiale pour le bien de toute l'humanité.

Le Centre des applications spatiales (Space Applications Centre) de l'ISRO a fourni le SAR en bande S de la mission, tandis que le Centre satellitaire U R Rao (U R Rao Satellite Centre) a fourni la plate-forme du satellite. Les services de lancement ont été fournis par le Centre spatial Satish Dhawan. Après le lancement, les opérations clés, y compris le déploiement de la perche et du réflecteur de l'antenne radar, sont effectuées et surveillées par le système mondial de stations au sol du Réseau de télémesure, de suivi et de commande (Telemetry, Tracking and Command Network) de l'ISRO.

Le JPL, qui est géré par Caltech à Pasadena, dirige la composante américaine du projet. En plus du SAR en bande L, du réflecteur et de la perche, le JPL a également fourni un sous-système de communication à haut débit pour les données scientifiques, un enregistreur de données à état solide et un sous-système de données de la charge utile. Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, gère le Near Space Network, qui reçoit les données en bande L de NISAR. Cette répartition des responsabilités et de l'expertise entre les deux principales agences spatiales assure la robustesse et le succès de la mission, promettant une abondance de nouvelles données qui nous aideront à mieux comprendre et protéger notre planète.

On s'attend à ce que les données de NISAR aient un large éventail d'applications. Dans le domaine des catastrophes, elles permettront une évaluation rapide des dommages après les tremblements de terre, les inondations et les éruptions volcaniques, aidant les efforts humanitaires et la planification de la reconstruction. Pour les infrastructures, il sera capable de détecter des affaissements subtils des ponts, des barrages et des pipelines, permettant une maintenance préventive et l'évitement des catastrophes. Dans l'agriculture, les données sur l'humidité du sol et la santé des cultures aideront les agriculteurs à optimiser l'irrigation et la fertilisation, augmentant les rendements et réduisant le gaspillage des ressources. Enfin, NISAR sera un outil clé dans les efforts mondiaux pour surveiller et atténuer le changement climatique, en fournissant des données précises sur les changements des glaciers, du niveau de la mer et des écosystèmes qui sont vitales pour la modélisation des scénarios futurs et le développement de stratégies d'adaptation.