Instruments à bord de Jason-3

Jason-3 utilise la même plate-forme Proteus que celle de Jason-2. La charge utile est  composée d'un radar altimètre Poseidon-3B, d'un radiomètre micro-ondes AMR, d'un triple système d'orbitographie précise (Doris, LRA and GPSP) et de deux instruments passagers(Carmen-3, LPT).

L'altimètre Poséidon-3B

L'altimètre Poséidon-3B, fourni par le Cnes, est le principal instrument de la mission, sur la lignée des altimètres de Jason-1 et Jason-2. Il permet de mesurer le "range" (la distance entre le satellite et la surface de la Terre), la hauteur des vagues et la vitesse du vent. Ce nouvel altimètre implémente un mode mixte permettant, à bord, des transitions automatiques entre le mode Diode/ MNT et le mode acquisition/suivi en fonction de la position du satellite. En effet, l'altimètre de Jason-2 utilise ces deux modes pour améliorer les mesures sur les zones côtières, les eaux intérieures et la glace. Mais ces modes ont l'inconvénient d'être exclusifs.

Le radiomètre Advanced Microwave Radiometer (AMR)

Cet instrument collecte le rayonnement émis par la surface de la Terre pour déterminer à plusieurs fréquences différentes, le contenu en vapeur d'eau et en eau liquide de l'atmosphère. Une fois ce contenu en eau connu, on en déduit la correction à appliquer à la mesure altimétrique, l'onde radar de l'altimètre étant ralentie par l'eau atmosphérique.
Ce nouveau radiomètre, fourni par la Nasa est issu de celui de Jason-2 en prenant en compte plusieurs améliorations tant sur l'obsolescence des pièces que sur le contrôle et la stabilité thermique de l'instrument. Contrairement aux radiomètres de ses prédécesseurs, la calibration de l’AMR de Jason-3 sera complétée par des manœuvres de tangage afin d’effectuer des mesures de ciel froid à intervalles réguliers (tous les 30 à 60 jours).

Systèmes de localisation

Les systèmes de localisation à bord de Jason-3 se complètent pour permettre une mesure à 1-2 cm près de la position du satellite sur son orbite (distance radiale Terre-satellite). Une amélioration significative sera effective sur Jason-3 où le rms de la composante radiale de l'orbite temps réel est prévu à 5 cm (mesure effectuée par les éphémérides à bord par Diode-Doris); par comparaison le minimum requis pour Jason-2 était un rms de 10 cm.

The GPS receiver (GPSP)

Comme sur Terre, la localisation GPS d'un satellite se fait par triangulation. L'objet étant repéré par au moins trois satellites GPS, on en déduit sa position exacte à un instant donné. Une fois intégrées dans un modèle d'orbitographie, ces données permettent de restituer en continu la trajectoire du satellite. (Contribution Nasa)
Fourni par la Nasa, ce GSPS sera différent que celui de Jason-1 et Jason-1 avec toutefois le même design (blacjack). Aucun changement par rapport à Jason-2, n'est planifié dans le traitement de ces données ou leur précision.

Doris (Doppler location)

Le système Doris s'appuie sur un réseau de balises au sol qui émettent à deux fréquences en direction du satellite équipé d'un récepteur. Le mouvement relatif du satellite par rapport au sol provoque un décalage en fréquence (effet Doppler-Fizeau), analysé pour en déduire la vitesse relative de ce satellite. Ces données sont intégrées dans des modèles d'orbitographie, pour connaître en permanence la position précise (à 3 cm près) du satellite sur son orbite.
L'instrument est fourni par le Cnes et comprendra une nouvelle génération DGXXS en prenant en compte les améliorations suivantes :  modélisation de la position des panneaux solaires, nouvel ITRF, améliorations des modèles de la pression albédo et infra-rouge, de l'accélération empirique de Hill le long de la trace, du pôle de prédiction, prédiction à bord de la fréquence USO, ...

LRA (laser tracking)

L'instrument  LRA est un ensemble de miroirs destinés à réfléchir des tirs laser effectués depuis le sol. L'analyse du temps mis par le rayonnement laser pour faire le trajet aller-retour permet de localiser le satellite sur son orbite. Contribution Nasa.

Les instruments expérimentaux