NOVELTIS a réalisé des travaux visant à évaluer l’intérêt de choisir la Lune comme source d’étalonnage radiométrique pour des instruments IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer).

Dans le cadre d’une étude R&T (Recherche et Technologie) du CNES (Centre National d’Etudes Spatiales), NOVELTIS a évalué l’intérêt de la Lune comme source d’étalonnage radiométrique absolu et d’inter-étalonnage radiométrique en vol des instruments d’observation de la Terre dans le domaine de l’infrarouge thermique (de 3 à 15 μm), notamment des instruments IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer).

Nos simulations ont nécessité notamment la mise en place de traitements ad hoc innovants basés sur les images IIS (Integrated Imaging System – imageur embarqué du sondeur IASI) pour la détermination de la position de Lune dans le champ de vue des pixels IASI et la mise en place des calculs de convolution des radiances physiques modélisées avec les IPSF (Instrument Point Spread Function) IASI.

Pour trouver la position de Lune dans une image IIS acquise, deux méthodes ont été élaborées, l’une reposant sur le calcul du vecteur barycentre-centre de la Lune, l’autre consistant en un processus de minimisation de différences en luminosité des images observée et synthétique superposées. Dans un second temps, les positions sont affinées en considérant toutes les positions lunaires acquises pendant un transit orbital. En utilisant un processus de minimisation, des positions lunaires plus précises sont restituées, ainsi qu’un ensemble d’autres paramètres géométriques liés à l’instrument.

Les résultats de comparaison avec les spectres mesurés ont été obtenus pour un total de 11 transits lunaires dans les pixels IASI. Les observations sont issues de mesures IASI-B et IASI-C, qui ont été acquises spécifiquement pour les besoins de l’étude entre mai et septembre 2019. Les mesures ont été effectuées avec des tables de codage adaptées à la Lune pour l’ensemble des canaux spectraux.

L’analyse de ce jeu de données a permis d’établir une première estimation des précisions radiométriques atteignables. Pour les observations où la Lune est pleinement détectée dans un pixel IASI, on estime que le modèle et les observations ont un accord en absolu de 1 à 2 K, ce qui est excellent. La performance relative inter-instruments établie à partir des différences entre les précisions absolues des passages successifs IASI-B et IASI-C est estimée à moins de 0.2 K. Ce résultat de performance d’inter calibration est prometteur car il est proche voire meilleur que celui obtenu avec les méthodes reposant sur l’analyse de cibles terrestres.