NASA-ISRO Synthetic Aperture Radar

À la suite de l'étude décennale de 2007 de l'Académie nationale des sciences portant sur les objectifs assignés aux sciences de la Terre, la NASA lance l'étude d'un satellite d'imagerie radar dont l'objectif est de recueillir des données sur les changements affectant la Terre dans trois domaines : écosystèmes, Terre solide et sciences de la cryosphère. Le dernier satellite de ce type lancé par la NASA est le SeaSat placé en orbite il y a 35 ans. L'agence spatiale veut mettre en œuvre un radar fonctionnant en bande L qui permet de satisfaire les objectifs assignés à la mission. Fin juillet 2013 la NASA propose à l'agence spatiale indienne de développer ce satellite en partenariat. L'émetteur en bande L est compact ce qui permet d'ajouter un deuxième émetteur radar en bande S permettant de répondre aux attentes des chercheurs indiens et améliorant les performances globales du satellite[1].

Selon les termes de l'accord signé entre les deux agences le 30 septembre 2014, la NASA fournit le radar à synthèse d'ouverture en bande L, le système de télécommunication, les récepteurs GPS et le réflecteur. L'ISRO fournit la plateforme pour le satellite, le radar en bande S (SAR), le lanceur et les services de lancement. Le projet a passé la première étape de la phase de revue du design et a reçu l'approbation de la NASA[1]. Le budget de l'agence spatiale américaine pour cette mission est de 900 millions de dollars[2].

Le satellite doit être placé en orbite par le lanceur indien GSLV Mark 2. En juin 2016 le satellite passe la phase préliminaire de conception et entre en phase de développement des sous-systèmes et de prototypage des instruments. En mai 2018 l'analyse du projet par la Cour des comptes américaine (GAO) démontre que les deux agences spatiales ont mis en place une coopération efficace (principal risque identifié) et un lancement à cette date est positionné vers la fin de 2021[3]. En date d'août 2022, le lancement du satellite est prévu pour le début de 2023[4].

Les données fournies par les radars de NISAR doivent permettre de remplir les objectifs des trois domaines suivants[5] :

Dynamique de la surface et de l'intérieur de la Terre

• Mesure des déformations de la surface contribuant à la détermination de la probabilité de tremblements de terre, des éruptions volcaniques et des glissements de terrain
• Surveillance des nappes phréatiques, des hydrocarbures et des réservoirs séquestrant le CO₂.

Étude des processus à l’œuvre dans les régions arctiques

• Interactions entre climat, masse des glaces et élévation du niveau des mers
• Mesure de l'extension de la couverture neigeuse, du permafrost et de la fonte des glaces

Surveillance des écosystèmes

• Contribution de la biomasse à la séquestration globale du carbone
• Mesure des dysfonctionnements des écosystèmes et de leur impact sur la biodiversité

Surveillance des nappes phréatiques

• Mesure de la taille des aquifères et des changements affectant les réservoirs les plus vulnérables.

NISAR a une masse approximative de 2800 kilogrammes. Il utilise une plateforme I3k stabilisé 3 axes déjà mise en œuvre par d'autres satellites indiens. L'énergie est fourni par des panneaux solaires situés de part et d'autre du satellite et déployés en orbite qui produisent 4 kilowatts. Le satellite utilise pour le radar en bande L une antenne déployable de 12 mètres de diamètre déployée en orbite développée par Astro Aerospace une filiale de Northrop Grumman. Le module de stockage de données d'une masse inférieure à 25 kg est une mémoire de masse de type mémoire flash avec une capacité de 10 térabits. Elle est fournie par Airbus Defence and Space qui l'a déjà utilisée pour les satellites européens Spot 6, Spot 7 et Sentinel-2[3].

NISAR circule sur une orbite héliosynchrone à une altitude de 747 km et avec une inclinaison de 98,5°. L'orbite retenue est crépusculaire (passage à 6 h/18 h local) et le satellite survole les mêmes régions tous les 6 jours (en combinant survol ascendant et descendant). La mission a une durée minimale de 3 ans et dispose d'ergols pour au minimum 5 ans[6].