MICROCARB nous dévoile ses premières images !

Suite au lancement du 25 juillet, MicroCarb a observé la Terre pour la première fois le 28 août. L’équipe projet de la mission MICROCARB au sein du CNES est très heureuse de vous présenter une première observation acquise au-dessus de l’Amazonie. Cette région est de grande importance pour la mission en raison de son rôle dans le cycle du carbone et de la très faible densité de mesures sol. C’est une région complexe à observer en raison des paysages sombres, de la couverture nuageuse fréquente et de l’anomalie magnétique de l’Atlantique Sud (flux de particules cosmiques).

L’imageur permet d’identifier des régions sans nuage dans la forêt équatoriale. On y distingue une ville entourée par la forêt et des zones agricoles. Le spectromètre décompose la lumière réfléchie dans les quatre bandes spectrales, pour mesurer les raies d’absorptions dues au dioxyde de carbone et à l’oxygène qui nous permettront d’estimer la concentration de CO₂.

Ces observations ont été obtenues à partir des mesures brutes étalonnées à l’aide des caractérisations obtenues pendant les essais en vide thermique de l’instrument fin 2022 et avec les premières mesures en vol (obscurité, lampe interne et visée solaire). Comparés à des sources extérieures (Sentinel 2 pour l’imageur, des simulations pour le spectromètre), nous pouvons confirmer de manière préliminaire le bon fonctionnement des deux instruments. Nous pouvons donc démarrer l’étalonnage fin de l’instrument et le réglage des algorithmes de traitement, ce qui permettra ensuite de lancer les calculs de concentration de CO₂.

Quelques clés pour aider à comprendre les spectres mesurés par MicroCarb :

• Le spectromètre MicroCarb observe la lumière du Soleil réfléchie par la Terre et qui, lors de la traversée de l’atmosphère solaire, est absorbée par les gaz à quelques longueurs d’onde caractéristiques dans l’infrarouge.
• Pour distinguer ces raies d’absorption, il faut un spectromètre qui disperse la lumière pour la séparer en longueurs d’onde élémentaires, suivant un mécanisme similaire aux gouttes d’eau qui dispersent la lumière solaire pour former l’arc-en-ciel.
• La concentration en CO₂ est déduite de la profondeur des raies dans les bandes caractéristiques de CO₂. MicroCarb mesure également les raies de O₂ pour connaître le chemin optique et limiter les erreurs de mesure liées à la diffusion par les aérosols.
• L’instrument doit être très bien étalonné. La précision recherchée est inférieure à l’épaisseur du trait sur les spectres mesurés, pour que la concentration mesurée de CO₂ soit valable. L’objectif de la Cal/Val est d’obtenir des spectres simulés parfaitement superposables aux spectres mesurés, et il est prévu une durée d’un an pour atteindre cet objectif.
• Les spectres MicroCarb peuvent apporter d’autres mesures secondaires très intéressantes, par exemple sur l’humidité atmosphérique via les raies de H₂O, sur la pression atmosphérique et sur la quantité d’aérosols via les raies de O₂, sur la production de matière organique par la photosynthèse des plantes grâce à un petit signal émis par celle-ci dans des raies solaires (indication SIF sur le spectre de B1). La bande B4 est par ailleurs sensible au phénomène d’airglow, en lien avec des processus de photochimie dans la haute atmosphère, et pourra donc être exploitée pour en déduire les concentrations d’ozone et la température à ces niveaux.

Contacts :

• Denis Jouglet, responsable performances mission : Denis.jouglet@cnes.fr
• Philippe Landiech, chef de projet CNES :  philippe.landiech@cnes.fr