Overblog Suivre ce blog
Administration Créer mon blog
5 décembre 2012 3 05 /12 /décembre /2012 13:41

Eumetsat - Meteosat 9 - Météo première image - 5-12-2012 Eumetsat - Meteosat 9 - Météo première image - -copie-1Image Météosat acquise le 5 décembre 2012 à 10h00 UTC. En haut, l’Europe. En bas, l’hémisphère
terrestre vu par le satellite géostationnaire. Crédit image : Eumetsat.

 

Le dernier quiz image du blog Un autre regard sur la Terre ne vous inspire pas ? Il s’agit de trouver quels lieux seront choisis pour les premières images prises par le satellite Pléiades 1B.

 

Un indice ?

C'est la situation météo pour la matinée du 5 décembre 2012 vue par le satellite européen Météosat à 10h00 UTC, à peu près à l’heure où Pléiades 1B pourrait acquérir ses premières images, avec, en haut l’Europe et, en bas un hémisphère terrestre.

La couverture nuageuse en France est assez défavorable. Pourtant, même si la lumière du soleil estplus avantageuse en décembre dans l’hémisphère sud, un satellite français se doit certainement d’acquérir une de ses premières images en France… Comme le montre l’image Meteosat, il y a peut-être des fenêtres d’acquisition en Bretagne, dans les pays de Loire, à Nantes (une ville chère à notre premier ministre ?) ou dans les marais salants de Guérande (un paysage bien adapté à un instrument à très haute résolution). Ou alors plus au sud, avec Marseille, Nice ou Cannes (là où a été fabriqué l’instrument de Pléiades chez Thales Alenia Space).

Cela paraît plus compromis pour Toulouse (avec le CNES et Astrium) mais pourquoi pas ?

Vous avez d’autres idées ? Il est encore temps de donner votre réponse en postant un commentaire à la fin de cet article.

La confirmation sera certainement donnée très vite avec la publication de l’image sur le site du CNES.

 

La météo d'en bas

a météorologie et la couverture nuageuse sont des paramètres très importants pour la programmation de satellites optiques comme Pléiades ou Spot 6. Pour ces satellites de la dernière génération, il y a plusieurs possibilités de programmation (on utilise souvent le mot anglais « tasking ») qui permettent de tenir compte des prévisions de couverture nuageuse les plus récentes pour maximiser la probabilité de bonne acquisition des images. Pour le faire, il faut bien sûr avoir une organisation adaptée avec des équipes d’astreintes. C’est le cas, par exemple, pour les acquisitions d’images en cas de catastrophe naturelle, dans le cadre de la charte « Espace et catastrophes majeures » ou le service GMES de réponse aux situations d’urgence.

 

En savoir plus :

 


Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
30 novembre 2012 5 30 /11 /novembre /2012 23:44

VS04 - success - liftoff Décollage réussi de la fusée Soyouz VS04 depuis le Centre Spatial Guyanais. A son bord, le satellite
Pléiades 1B mis en orbite le 2 décembre 2012. Dans quelques jours, les premières images...
Crédit image :
 
CNES - Arianespace

 

Après un report de 24 heures, le lancement de Pléiades 1B par la fusée Soyouz VS04 a bien eu lieu dans la nuit du 1er au 2 décembre 2012. Un nouveau lancement totalement réussi !

Après le quiz image du mois de septembre et la première image du satellite Spot 6, voici pour novembre un nouveau quiz sans image.

La question est simple : dans quelques jours, le CNES publiera les premières images du satellite Pléiades 1B. Saurez-vous deviner quels endroits seront choisis pour illustrer les performances de ce nouveau satellite à très haute résolution ?

Pour mémoire, en décembre 2011, les sites choisis pour les premières images de Pléiades 1A étaient Paris, San Francisco, Casablanca et Madrid.

Pour répondre, merci de poster votre message à la fin de cet article...

 

Satellite Pléiades - San FranciscoUne des premières images du satellite Pléiades 1A acquise en décembre 2011. Crédit image : CNES

 

En savoir plus :

Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
22 octobre 2012 1 22 /10 /octobre /2012 11:54

Vous n'avez pas encore trouvé la réponse du quiz image du mois d'octobre 2012.

Voici à nouveau l'image satellite mystère à identifier :

Quiz image satellite - Octobre 2012

L'image satellite mystère du quiz d'octobre 2012

 

J'ai publié récemment une image du mont Vésuve en Italie prise par le satellite Spot 6. Une des premières images de Spot 6 montrait également la ville de Semarang, à proximité du volcan Merapi en Indonésie.

Voilà l'indice : la zone sombre visible sur l'image du quiz est un lac situé à proximité d'un volcan. Ce volcan n'est ni en Europe ni en Asie.

Encore une petite semaine pour jouer en postant un commentaire...



En savoir plus :

  • Les autres quiz image du blog Un autre regard sur la Terre.
Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
29 septembre 2012 6 29 /09 /septembre /2012 15:15

Le quiz image du mois de septembre a battu le record de vitesse de publication de la réponse : seulement trois jours après la question. Quelques jours après le lancement du satellite Spot 6, il fallait deviner quel endroit servirait de support à la première image. Ce fut finalement Bora-Bora.

Ce mois-ci, on reprend les bonnes habitudes avec un quiz portant sur une image satellite déjà archivée. La voici :

 

Quiz-image-satellite---Octobre-2012.jpg

 

A vous de deviner :

  • Quelle région du monde est visible sur cette image ?
  • Quel satellite l'a acquise ?
  • Que peut on voir de particulier ?

Un indice sera fourni d'ici une quinzaine de jours... Pour répondre, vous pouvez poster un commentaire à la fin de cet article.

 

En savoir plus :

 

Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
13 septembre 2012 4 13 /09 /septembre /2012 23:07

 

Spot-6---Premiere-image---Borabora---12-09-2012--RR.jpgSpot-6---Premiere-image---Bora-Bora---Extrait-1.jpg

Une des premières images prises le satellite Spot 6 le 12 septembre 2012 : Bora-Bora en Polynésie
française. En haut, une version en résolution réduite. En bas, un extrait illustrant la finesse des
détails. Copyright : 2012 Astrium Services

 

Trois jours après son lancement par la fusée PSLV-C21, Le satellite Spot 6 a fourni ses premières images le 12 septembre 2012. Elles ont été publiées le lendemain sur le site d’Astrium GEO-Information Services.

C’était l’objet du quiz du mois de septembre mais, vue la vitesse à laquelle le satellite Spot 6 a livré cette image, seul un petit nombre de réponses ont été proposées. En général, je laisse un peu plus de temps aux amateurs du quiz image… Personne n’a trouvé la bonne réponse. La réponse la plus proche a été donnée par André : la Corse, à environ 16000 kilomètres de Bora-Bora. Parmi les pistes que j’avais évoquées dans mon précédent article, j’avais imaginé une île de rêve, mais dans les Caraïbes… J’avais aussi pensé à revisiter une ancienne première image des autres satellites Spot. C’est une des premières images de Pléiades qui a été choisie. Il est vrai que pour mettre en valeur la haute résolution des produits images Spot 6, autant se comparer à une des références en la matière. Avec sa bande bleue, Spot 6 n’a pas à rougir !

 

Deux mots sur Bora-Bora et des détails sur l’image

Au moment où il prend cette image, Spot 6 survole à environ 670 kilomètres d'altitudes l’océan pacifique, plus précisément l’Archipel de la Société, à 16°30 de latitude sud, au nord du tropique du Capricorne, et à 151°W de longitude. C’est à environ 260 kilomètres au nord-ouest de Papeete.

Bora-Bora est un atoll des îles Sous-le-vent qui signifie aussi « première née ». Je l’ignorais… Sinon c’était évidemment la zone idéale pour une première image de satellite d’observation !

Le centre de l’atoll est un ancien volcan. La bande bleue du satellite Spot 6, une nouveauté dans la famille Spot, met bien en évidence le lagon et les récifs de corail. Les images en couleurs naturelles, cela va devenir… naturel.

Même sur cette image publiée en résolution réduite, on peut apprécier la finesse des détails en regardant de près les chapelets d’hôtels et de bungalows au nord du lagon intérieur. Les bateaux et leurs sillages sont également très instructifs sur la qualité des images. Idem pour la piste de l'aéroport au nord de l'île. Vraiment, je suis impressionné !

Surtout en sachant que, comme pour le satellite Pléiades présenté fin 2011 et début 2012, les première images prises juste après le lancement n'ont pas encore le niveau de qualité qui sera obtenu après la recette en vol du satellite.

Un peu comme quand on vient d'acheter un nouvel appareil photo et qu'on le sort de sa boîte pour prendre rapidement les premières images sans lire le mode d'emploi ou faire les réglages : on ne regrette pas d'avoir cassé sa tirelire pour acheter l'objectif un peu plus haut de gamme que le kit standard.

Ici, ce n'est pas un objectif, c'est un télescope : la lumière est captée par un miroir. Plus exactement deux télescopes de 200 mm d'ouverture travaillant simultanément pour couvrir le champ de 60 km (ce sont les deux yeux noirs qu'on voit sur les vues d'artiste du satellite). Pour les ingénieurs d'Astrium, il porte un nom : NAOMI. Les premières images montrent que NAOMI, malgré sa compacité, est un appareil de course !

 

 

Un bon compromis entre résolution et couverture des images

L’image publiée ici est un exemple de ce que sera le produit standard du satellite Spot 6, avec les caractéristiques suivantes après traitement au sol :

  • Une image dite « Pansharpened », combinant image panchromatique échantillonnée à 1,5 mètre avec une image multispectrale à 6 mètres. Les deux images sont acquises simultanément par le satellite.
  • Une ortho-image, c’est-à-dire directement superposable à une carte, produite automatiquement avec une précision de localisation inférieure à 10 mètres.

Les limites des bandes spectrales sont les suivantes :

  • Panchromatique (0,455 µm – 0,745 µm)
  • Bleu (0,455 µm – 0,525 µm)
  • Vert (0,530 µm – 0,590 µm),
  • Rouge (0,625 µm – 0,695 µm)
  • Proche infrarouge (0,760 µm – 0,890 µm)

 

Spot 6, un satellite qui va tirer la couverture ?

Astrium Services a publié deux autres images prises le même jour par Spot Image. Il y a également Gibraltar et, c'est drôle pour les toulousains, Semarang (en Indonésie) : des types de scènes très différents qui montrent bien la diversité des utilisations possibles de Spot 6 : agriculture, forêt, occupation des sols, gestion de crises... Tous les domaines pour lesquels la principale caractéristique de Spot 6 et bientôt de Spot 7 va être déterminante : la haute résolution associée à la large couverture des images : 60 kilomètres.

J'ai hâte de voir les images complètes avec une emprise 60 kilomètres : l'île de Bora-Bora tient dans un rectangle de 14 kilomètres sur 12 kilomètres. C'est une taille qui convient pour les satellites à très haute résolution ayant une fauchée inférieure à 20 kilomètres environ. Le champ couvert par Spot 6 permet ainsi de couvrir une surface équivalente à plus de 20 fois Bora-Bora, tout en offrant une résolution intermédiaire entre celles de Pléiades et de Spot 5. Je vous laisse calculer le nombre de millions de pixels dans une scène Spot 6 de 60 km sur 60...

Sachez également que Spot 6, grâce à son agilité, peut également produire en un seul passage :

  • des mosaïques : acquisition de deux segments de 120km x 120km ou trois segments de 60km x 180km.
  • des produits stéréo : acquisition de scènes de 60km x 60km en bi- ou tri-stéréo pour construire des modèles numériques de terrain.

 

Spot-6---Premiere-image---Gibraltar---12-09-2012.jpg

Spot-6---Premiere-image---Semarang---Java---12-09-2012.jpgExtraits de deux autres premières images prises le satellite Spot 6 le 12 septembre 2012 :
Gibraltar et Semarang en Indonésie. Copyright : 2012 Astrium Services

 

En savoir plus :

 

 

Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
11 septembre 2012 2 11 /09 /septembre /2012 14:24

Comme pour le lancement du satellite spot 6 dimanche 9 septembre 2012, la fenêtre de tir est très étroite pour notre nouveau quiz image : la première image devrait être publiée très rapidement sur les sites Internet d’Astrium GEO-Information Services, qui va exploiter commercialement le nouveau satellite, ou celui d’Astrium, le constructeur.

L’originalité de ce mois-ci, c’est que l’image n’existe pas encore ! Le but du jeu est donc de deviner à quel endroit va être prise la première image du satellite Spot 6.

L’image suivante ne vient évidemment pas de spot 6 : elle a été prise par le satellite européen Meteosat 9 et montre la situation météorologique le jour du lancement de Spot 6 par la fusée indienne PSLV-21C. Est-ce que la première image Spot 6 correspondra à une image visible sur cet hémisphère ?

 

Meteosat-9---09-09-2012---12h00---Question.jpg Image en couleurs naturelles acquise par le satellite Meteosat-9 le 9 septembre 2012 à 12h00 UTC,
le jour du lancement de Spot 6. Crédit image : Eumetsat

 

Pour un satellite d’observation optique, la couverture nuageuse le jour de l’acquisition d’une image fait bien entendu partie d’es paramètres principaux pour le choix de la zone.

Mais, comme pour toutes les premières images de satellites d’observation, leurs opérateurs cherchent à sélectionner une région qui met bien en évidence les qualités et les caractéristiques de leur satellite.

Pour Spot 6, ce qui est vraiment unique, c’est la capacité d’acquérir des images sur un champ large (60 km) avec une très bonne résolution. En général, les satellites offrent l’une ou l’autre caractéristique mais pas les deux. Spot 6 relève ce défi. Cela permet d’assurer la continuité de la famille des satellites Spot mais, ici, on passe vraiment dans la catégorie supérieure en résolution. A titre de comparaison, on peut dire que Spot 6 se situe presqu’exactement entre la résolution de Pléiades et celle de Spot 5.

En plus de la bande panchromatique, il y a quatre bandes spectrales et donc de superbes images couleurs en vue ou des produits avec le proche infrarouge bien adaptés à l’agriculture ou à l’étude de la végétation.

  • Avez-vous donc une idée du genre de région qui permet de bien illustrer ce type de performance ?
  • Une ville en bord de côte avec des parcelles de vignes… Bordeaux par exemple ?
  • Toulouse et les alentours au sud-est avec le site d’Astrium Satellites du Palays ?
  • Des parcelles agricoles aux Etats-Unis ? Une ancienne première image revisitée ?

Les possibilités sont nombreuses. Pour mémoire, voici les premières images de Spot 1, lancé en février 1986, qui a fêté ses 25 ans d’exploitation opérationnelle en 2011 et, Spot 5 qui continue à fonctionner parfaitement malgré son grand âge (dix ans).

 

Spot-1---Premiere-image---23-02-1986.jpg Spot 5 - Première image

Les premières images de Spot 1 et de Spot 5.
Copyright CNES – Distribution Spot Image / Astrium Services

 

Les possibilités sont multiples, y compris dans d’autres pays utilisant déjà les images commercialisées par Astrium GEO-Information Services ou sur une île de rêve dans les Caraïbes…

A vous de jouer : pour proposer une réponse, merci de poster un commentaire à la fin de cet article.

Dépêchez-vous : aux dernières nouvelles, Spot 6 est en pleine forme. Les images arrivent bientôt ! Invitez également vos amis à participer à ce petit jeu sur les réseaux sociaux.

Pour la réponse, consulter le site d’Astrium GEO-Information Services dans les jours qui viennent. Il y aura également certainement un article sur le blog Un autre regard sur la Terre.

 

PS : si quelqu’un a la première image de Spot 3, je suis preneur pour ma collection de premières images encore très incomplète.

 

 

En savoir plus :

 

 

 

 

Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
31 août 2012 5 31 /08 /août /2012 21:57

 

Quiz-image-satellite---aout-2012.jpg

 

Voici la nouvelle image satellite mystère pour août 2012. Saurez-vous trouver à quelle région du monde elle correspond ? Quel satellite et quel capteur ont pris cette image ?

Pour proposer votre réponse, merci de poster un commentaire en bas de cellte page...

Quelques indices seront fournis  dans une dizaine de jours.

 

En savoir plus :

 

 

Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
2 août 2012 4 02 /08 /août /2012 00:19

Une série de 50 lancements réussis pour Ariane 5 !

Nouveau record à Kourou : jeudi 2 août, à 20h54 UTC (soit 22h54 à Paris), la 64ème fusée Ariane 5 a décollé de Guyane et mis sur orbite de transfert géostationnaire deux nouveaux satellites de télécommunication, Intelsat 20 et Hylas 2, une masse totale de 10183 kg (en comptant le système de lancement double). C'est aussi un nouveau record de fiabilité, avec une série de 50 lancements d'Ariane 5 consécutifs réussis !

C’est le bon moment pour revenir sur l’image mystère du mois de mai. Vous vous en souvenez ? Il s’agissait de déterminer l’altitude de la fusée Ariane 5 à partir de l’ombre portée du panache de fumée. J’ai fourni quelques indices début juillet.

 

Quiz image - Mai 2012 - Ariane 5 - V503 - caméra embarquéL’image du quiz de mai 2012 : un extrait d’une vidéo d’une caméra embaquée dans la case à
équipement de la fusée Ariane 503. Crédit image : CNES.

 

La question paraît simple si on fait l’hypothèse que la trajectoire de la fusée est verticale mais il faut quand même bien évaluer la direction du soleil sans se tromper dans l’heure.

Cela devient un peu plus complexe si on tient compte de l’inclinaison progressive du lanceur.

C’est donc finalement une question qui permet d’aborder beaucoup de notions et de définition de manière assez ludique : un peu de trigonométrie dans l’espace, le mouvement et la trajectoire d’une fusée après son décollage, les différents repères utilisés pour le lancement d’une fusée ou l’orbite d’un satellite, les éphémérides du soleil, les heures solaires, légales et locales...

Retour en 1998 avec la fin de la qualification du lanceur Ariane 5…

 

V503: le troisième vol de qualification d’Ariane 5

Après un premier vol en décembre 1979 et une longue carrière, une nouvelle génération de fusée européenne voit le jour : c’est Ariane 5.

Le premier vol, V501, a lieu le 4 juin 1996 à Kourou. Malheureusement, c’est un échec ! Le lanceur, avec les 4 satellites scientifiques Cluster, est détruit après 40 secondes de vol, à une altitude d’environ 3700 mètres. La commission d’enquête, dirigée par le professeur Jacques-Louis Lions, a conclu que la cause principale était une défaillance du système de référence inertielle.

Le deuxième lancement est effectué le 30 octobre 1997, avec des maquettes de satellite en charge « utile ». Le vol est presqu’une réussite totale. Néanmoins, les altitudes atteintes sont trop basses : à cause d'un roulis mal contrôlée de l'EPC (Étage Principal Cryogénique), la force centrifuge projetait les ergols (hydrogène et oxygène liquide) sur les parois des réservoirs. Les jauges, mesurant mal le niveau restant, avaient alors stoppé prématurément l'arrivée de carburant dans le moteur Vulcain.

Le vol 503, celui dont la vidéo sert de support à notre quiz, a eu lieu le jeudi 21 octobre 1998. Tout s'est enfin parfaitement déroulé. Ariane 5 emportait une maquette de satellite et un véhicule de démonstration de rentrée atmosphérique (ARD pour Atmospheric Reentry Demonstrator). l’ARD est retombé comme prévu à moins de 5 km de son objectif, entre les îles marquises et Hawaï.

Ce succès complet du vol 503 permettait le lancement de l'exploitation commerciale... Aujourd’hui, Ariane 5 a une fiabilité exceptionnelle, avec une série de 49 succès consécutifs.

 

Le cas du vol vertical : tout est d’équerre...

Revenons à la question du quiz : à quelle altitude est la fusée lorsque l’extrémité de l’ombre portée traverse le trait de côte ?

Romain, un habitué de nos quiz, a fourni la réponse la plus complète et la plus détaillée :

« Bon, je trouve 5971 mètres comme premier résultat ! J'ai pris comme longueur de l'ombre du panache 3300 mètres. A ce que j'ai pu voir, là où elle passe dans la mangrove, ça correspond à peu près à ce qu'on voit sur google earth.

Le trait de côte a beaucoup évolué depuis 1998 ! Même les anciennes photos satellites de Google Earth de 1970 ou de 2001 ne correspondent pas tout à fait à ce qu'on voit depuis la fusée. Il va falloir trouver mieux pour avoir de la précision...

Un truc étrange c'est que wikipedia donne 16h37 UTC pour le lancement, ce qui avec le décalage horaire donne selon moi 13h37 heure locale. Or la vidéo indique 2h37 PM.

Puis j'ai calculé l'angle que fait le soleil avec l'horizon avec des petites formules de derrière les fagots ! Mais sans prendre en compte le temps sidéral vrai, l'équation du temps etc. Juste pris l'heure solaire locale, la latitude du lieu et la déclinaison du soleil.

Pour l’angle solaire, j'ai utilisé la formule :

sin B = cos l cos h cos d + sin l sin d

avec :

  • B l'angle solaire (l'angle entre l'horizon et le soleil, 90° étant quand il est au zénith)
  • l la latitude du lieu (5,25° pour Kourou), h l'angle horaire (j'ai juste pris le nombre d'heures qui nous séparait du midi solaire local : 24,24°) et d la déclinaison.
  • h est imprécis de quelques degrés probablement : il faudrait plutôt utiliser le temps solaire vrai, qui se calcule à partir de l'équation du temps, de la longitude exacte... là, ça dépend juste du fuseau horaire dans lequel on est !
  • Pour la déclinaison, une calculatrice pour astronome (une applet java sur le web) donne -10,7°.

Tout ça en considérant que la fusée monte tout droit. »

 

Pas mal !

Je vous renvoie au glossaire du site de l’IMCCE ou à wikipedia pour avoir les définitions précises des grandeurs mentionnées par Romain : déclinaison, angle horaire, etc. C’est également le site de l’IMCCE qui propose des outils de calcul d’éphémérides très précis (voir les indices publiés il y a quelques semaines sur le blog Un autre regard sur la Terre).

 

Prendre la tangente pour s’en sortir…

Effectivement, si le vol est parfaitement vertical, en connaissant la direction du soleil, la longueur de l’ombre au sol, on a un beau triangle rectangle et il suffit de prendre la tangente de l’angle solaire ou de faire un dessin à l’échelle sur du papier millimétré pour déterminer l’altitude de la fusée.

C’est presque exactement la méthode utilisée pour mesurer l’altitude des micro-fusées ou des fusées expérimentales (comme celles lancées au C’SPACE à Biscarosse fin août) avec une visée par théodolite ou lunette d’artillerie.

Il y une condition importante : la trajectoire doit être verticale.

Si ce n’est pas le cas, un même angle de visée (appelé angle de site ou angle d’élévation) peut correspondre à plusieurs altitudes différentes selon la trajectoire de la fusée.

 

Ariane 5 - Theodolite - Vol vertical

Les limites de la mesure d’altitude d’une fusée avec un seul théodolite : elle est valide si le vol est parfaitement vertical. Crédit image : Gédéon

 

Malheureusement, on est rarement dans ce cas idéal. Pour les fusées construites par les amateurs, pour des raisons de sécurité et de récupération, on incline légèrement (quelques degrés) la rampe de lancement et on lance contre le vent dans un triangle de sécurité interdit au public.

C’est également la même chose pour Ariane 5, pour des raisons différentes : on cherche bien sûr à acquérir de la vitesse verticale pour quitter rapidement les couches denses de l’atmosphère mais on veut aussi communiquer au lanceur une composante horizontale de la vitesse. C’est celle-ci qui permet la mise en orbite des satellites. On tire donc vers l'est.

Les « kits d’info lancement », les documents regroupant les données relatives à chaque vol, confirment que, dans le cas d’une mission GTO (orbite de transfert géostationnaire) le lanceur monte verticalement pendant quelques secondes puis bascule (manoeuvre en tangage) vers l’est. Il y a également une manœuvre en roulis pour mettre les deux boosters à poudre (EAP) dans un plan perpendiculaire à celui de la trajectoire.

Une observation attentive de la vidéo le confirme : rotation du paysage au sol, modification de la ligne d’horizon de la caméra et forme de l’ombre portée après une minute de vol…

On peut également s’en convaincre simplement en regardant quelques photos d’autres lancements.

 

Kourou - Décollage Ariane 5 - V184 Kourou - Décollage Ariane 5 - V187 

Deux photographies de décollage d’Ariane 5 montrant l’inclinaison de la trajectoire du lanceur. A gauche,
le vol 184 : le 7 juillet 2008, une fusée Ariane 5 ECA emporte les satellites Protostar-1 et Badr-6.
A droite, le vol 187 : le 12 février 2009, une fusée Ariane 5 ECA met en orbite HotbBird 10 et NSS-9
et les deux satellites SPIRALE de la DGA. Crédit image : CNES / ESA / Arianespace / Philippe Baudon.

 

Sur l’image de gauche, on peut noter que l’éclairage des nuages et du panache de fumée par le soleil couchant confirme un lancement vers l’est.

 

Vol oblique : quand penchez vous ?

Alors, comment faire dans le cas d’un vol oblique ? Ici aussi, l’analogie avec les fusées construites par les amateurs est instructive.

Le problème est de pouvoir déterminer à quelle distance du point d’observation se trouve la fusée au moment de la visée (on cherche en général à déterminer l’altitude de culmination ou le point de chute sous parachute).

La solution consiste à disposer plusieurs postes d’observation (des théodolites ou des lunettes d’artillerie) et de procéder par triangulation : au lieu de mesurer simplement un angle de site (angle d’élévation de la fusée par rapport à un plan horizontal), on relève également un angle de gisement, l’angle dans le plan horizontal de la direction de la fusée par rapport à une référence.

 

Monsieur et madame Dolite ont trois fils. Comment s'appelent-ils ?

Avec deux mesures de gisement, on obtient au croisement des deux lignes de visée la position d’un point correspondant à la projection au sol de la fusée : tout se passe alors comme si la fusée était montée parfaitement verticalement à partir de ce point. On revient au cas précédent : on peut alors calculer l’altitude atteinte par la fusée avec l’angle de site correspondant, en utilisant non plus la distance à la rampe de lancement mais la distance entre le point d’observation et la projection au sol de la fusée obtenue par triangulation.

Deux mesures de gisement suffisent mais un troisième théodolite est souhaitable : il permet d’estimer l’erreur de mesure (en fonction de la taille du triangle à l’intersection des trois lignes de visée). Il donne aussi une sécurité quand une des personnes en charge de la visée s’endort, pense à autre chose ou ne voit pas la fusée à culmination…

On peut exprimer tout cela avec des formules avec plein de sinus et de tangentes. On peut aussi plus simplement faire un dessin à l’échelle du terrain de lancement (une carte topographique fait l’affaire) et reporter les angles au rapporteur : c’est aussi précis et plus pédagogique…

Formation à l'utilisation des théodolites pendant un stage de formation d'enseignants de Planète Sciences Midi-Pyrénées. Crédit image : Gédéon.

 
mesure-altitude-theodolite-microfusee.jpg

Le schéma suivant devrait clarifier mes explications en illustrant bien les deux étapes :

  • Déterminer la projection au sol de la fusée avec les angles de gisement.
  • Calculer l’altitude et vérifier la précision des mesures avec les angles de site.

Ariane 5 - Theodolite - Vol obliqueIllustration de la mesure d’altitude des fusées avec trois théodolites.
Crédit image : Gédéon.

 

Un soleil complètement azimuté : il marche à l’ombre…

Et notre fusée Ariane 5 ? Un seul soleil donc l’équivalent d’un seul point d’observation et pas de triangulation possible ?

En pratique, c’est le croisement de deux hypothèses qui va nous permettre de déterminer où se projette la position de la fusée au moment où l’ombre d’Ariane traverse la côte de Guyane :

  • Le lancement correspond à une injection en orbite de transfert géostationnaire : la trajectoire est orientée vers l’est.
  • Les éphémérides de l’IMCCE donnent également l’azimut du soleil au moment du lancement : environ 232° par rapport au nord

Cela veut dire que la projection au sol du lanceur se trouve en fait à l’intersection d’une droite dans la direction est et d’une droite inclinée à 232° (par rapport au nord) passant par l’extrémité de l’ombre.

Quelqu’un veut de l’aspirine ?

Ici aussi, je me suis dit qu’une petite maquette faciliterait les choses. En voici une photographie… Je n’avais pas de fusée Ariane 5 sous la main mais Hergé et Tintin m’ont donné un coup de main.

 

Fusée Tintin - Maquette décollage V503 - Planèt-copie-1Maquette illustrant la détermination de la projection au sol de la fusée Ariane V503 en connaissant la direction de la trajectoire et la direction du soleil. Crédit image Gédéon.

 

A partir de là, il suffisant de transposer ce dessin sur une vrai carte ou une image de la Guyane. Si vous avez une carte topographique, c’est parfait. On peut le faire également avec Google Earth qui propose des outils de mesures de distance et d’angle. Dans ce cas particulier, j’ai préféré utiliser le géoportail de l’IGN.

Voici les résultats que j’obtiens :

 

Geoportail - Kourou - Ariane 5 - azimuthUtilisation du géoportail de l’IGN pour la détermination de l’altitude de la fusée Ariane 5 à partir de
son ombre portée. Crédit image : IGN. Habillage et explications : Gédéon

 

Au lieu des 3300 mètres (la longueur de l’ombre portée) utilisés par Romain, je prends donc une valeur d’environ 2400 mètres comme distance entre le point d’observation (l’extrémité de l’ombre portée) et la projection au sol de la fusée (l’équivalent d’un site de lancement virtuel pour une trajectoire verticale.

L’angle d’élévation du soleil est de 64° selon les éphémérides de l’IMCCE.

Avec un petit dessin ou un calcul de tangente avec Excel, j’obtiens alors une altitude estimée à 4920 mètres.

 

Un moyen de vérifier si cela tient la route ?

Le CNES m’a aimablement fourni quelques points de mesure du vol V503. En fait, il s’agit si j’ai bien compris d’une simulation précise de trajectoire.

D’après la vidéo et le time-code incrusté, l’altitude qui nous intéresse est atteinte environ 38 secondes après la mise à feu.

Le CNES m’a donné deux points de mesure autour de cette date :

  • à H0 + 35,30 secondes, l’altitude est de 4460 mètres,
  • à H0 + 40,30 secondes, on atteint 5785 mètres.

En interpolant entre ces deux valeurs en tenant compte de l’accélération verticale estimée, j’obtiens une altitude d’après la simulation du CNES de 5160 mètres, soit une différence de moins de 5% avec mon calcul. Pas si mal pour un travail dans l’ombre !

D’où vient la différence ?

A mon avis, il y a deux principales erreurs de mesure :

  • d’une part, l’incertitude sur la position exacte de l’extrémité de l’ombre et sur la position du trait de côte dans l’image vidéo. En toute rigueur, il faudrait travailler avec une photographie aérienne ou une carte datant d’octobre 1998 pour bien évaluer la position de la mangrove.
  • d’autre part, l’incertitude de lecture du temps écoulé entre la mise à feu et le moment où l’ombre traverse le trait de côte. A ce moment, la vitesse verticale d’Ariane 5 est d’environ 260 mètres par seconde. On dépasse le mur du son quelques secondes plus tard à H + 45 secondes avec une pression dynamique maximale à H + 65 secondes. Une demi-seconde d’erreur, c’est pratiquement la différence d’altitude entre mon estimation et la valeur interpolée à partir des données du CNES.

 

Les premières minutes de vol de la fusée Ariane 5 : quelques chiffres

Quelques chiffres complémentaires aident à évaluer les ordres de grandeurs pendant les premières minutes de vol.

  • Au moment de sa mise à feu, la fusée Ariane V503 a une masse de 744 tonnes. Cette masse n’est plus que de 570 tonnes au moment où l’ombre portée traverse le trait de côte. Elle tombe à 154 tonnes au bout de 2’25’’. C’est à ce moment que les deux étages d’accélération à poudre (EAP) sont éjectés : en moyenne, la fusée a brûlé durant cette période 4 tonnes par seconde. La poussée totale moyenne est proche de 11 millions de Newtons, fournie en grande partie par les deux EAP. La coiffe est larguée au bout de 3 minutes de vol.
  • Après l’arrêt des EAP, l’étage principal cryotechnique (EPC) fonctionne seul : il fournit une poussée de 1,1 millions de Newtons environ jusqu’à H0 + 9’40’’. Le débit du moteur Vulcain est de 270 kg par seconde. A l’extinction du moteur Vulcain, la masse de la fusée n’est plus que de 18 tonnes.
  • La dernière étape de l’injection en orbite est la plus longue : environ 1100 secondes de propulsion de l’étage à propergols stockables (EPS) avec son moteur Aestus.
  • Au final, la masse mise en orbite correspond à moins de 1% de la masse totale au lancement.


Des repères pour suivre le fil d’Ariane

Si on s’intéresse aux chiffres concernant la trajectoire du lanceur (accélération, vitesse, altitude), il faut d’abord comprendre qu’il y a plusieurs repères selon les besoins et les phases du vol :

  • Dans les premières minutes de vol, on prend comme référence de la trajectoire un repère lié au site de lancement. C’est ce que j’ai fait pour toutes les mesures présentées plus haut : altitude et portée.
  • A plus haute altitude, quand on se préoccupe des stations de poursuite ou quand on approche de l’orbite, c’est un repère lié à la terre qui va être intéressant : on utilise un repère équatorial (Nord, méridien de Greenwich, longitude 90°W) ou un repère absolu lié aux étoiles. A noter, dans ce repère absolu, on a avant le décollage déjà une vitesse de 463 m/s ! C’est la prime pour les bases de lancement proches de l’équateur : elle correspond à la vitesse de rotation de la terre autour de son axe.
  • Si on s’intéresse au lanceur lui-même, on va choisir un repère local : un axe longitudinal et deux axes transverses. On mesure alors angle d’incidence, accélération et vitesse longitudinale, accélération et vitesse transversale.

Les courbes suivantes montrent l’altitude en fonction de la portée pendant les 250 premières secondes avec un zoom sur la partie de la trajectoire qui nous intéressait pour le quiz. 100 secondes après le décollage, l’accélération longitudinale passe par un maximum proche de 40 m/s2.


Courbe-altitude---portee---Ariane-5---Kourou.jpgCourbe d’altitude (en mètres) en fonction de la portée (distance le point de lancement et la
projection au sol du lanceur) pour le vol V503

 

En complément, je vous suggère une vidéo très bien faite sur le site d'Astrium : elle détaille la séquence de lancement d'Ariane 5 et de mise en orbite, avec des valeurs typiques d'altitude et de vitesse.



 

L'évolution de la fusée Ariane 5 depuis 1998

Tous les chiffres mentionnés plus haut concernent le vol V503, c’est-à-dire la première génération d’Ariane 5. Depuis 1998, plusieurs évolutions importantes ont été effectuées pour améliorer la performance du lanceur :

  • Ariane 5 G+, avec un second étage amélioré, des tuyères plus légères sur les EAP, une case à équipement en matériaux composites plus légère.
  • Ariane GS, la dernière évolution de la version générique, peut atteindre 750 tonnes avec une charge utile de 6,7 tonnes en orbite de transfert géostationnaire (GTO). Ses boosters sont "boostés" avec davantage de poudre et son deuxième étage emporte également plus d’ergols (300 kg supplémentaires).
  • Ariane 5 ECA dite « 10 tonnes », une version plus puissante d’Ariane 5, qui permet de mettre en orbite GTO jusqu’à 9,4 tonnes de charge utile en lancement double, contre 6 t pour la version générique. La masse totale au décollage atteint 780 tonnes. Les modifications sont les suivantes :
    • L’étage supérieur cryotechnique (ESC-A), remplaçant l’Etage à Propergol Stockable (EPS) par le moteur HM7B d’Ariane 4 ayant volé plus de 100 fois.
    • Le moteur Vulcain 2, fournissant 20 % de poussée supplémentaire et une impulsion spécifique accrue de 3 secondes par rapport au premier Vulcain.
    • L’augmentation de plus de 2400 kg de la masse de propergols des 2 EAP.

   Le premier lancement, le 11 décembre 2002, est un échec.

  • Ariane 5 ES, adaptée pour le lancement du cargo automatique ATV. Elle peut placer jusqu’à 21 tonnes sur l’orbite basse de la Station Spatiale Internationale. Les modifications principales portent sur l’étage supérieur : il est réallumable. Les trois lancements ont été réussis (voir les articles sur l’ATV Jules Verne et l’ATV Edoardo Amaldi).

 

Et la suite... Décision stratégique en vue : Ariane 5 ME ou Ariane 6

Ce sera un des dossiers les plus délicats sur la table de la prochaine conférence ministérielle de l'ESA en novembre 2012 : le choix entre deux options radicalement différentes pour l'avenir de la famille Ariane.

  • La première option, c'est Ariane 5 ME (pour "Middle life Evolution"), une nouvelle évolution d'Ariane 5 permettant d'augmenter la capacité de 20% et de passer à 12 tonnes en orbite de transfert géostationnaire pour le même prix de revient.
  • La seconde piste, c'est Ariane 6, un changement de génération avec une conception nouvelle.

Les industriels impliqués comme Astrium ou Safran, également actionnaires d'Arianespace, défendent la première solution qui permet de capitaliser commercialement sur la fiabilité du lanceur actuel et de rester compétitifs dans les dix prochaines années. Les agences spatiales, le CNES ou l'ESA, pensent qu'Ariane 6 sera plus adaptée à l'évolution du marché (en particulier la propulsion électrique qui réduit la masse des satellites de télécommunication) avec un lanceur plus flexible, capable de lancer un seul satellite. Ariane 6, c'est aussi plus d'activité dans le centre de lancement pour amortir les coûts fixes.

A côté de la faibilité d'Ariane 5 et de la performance des équipes d'Arianespace, l'Europe a également bénéficié d'un contexte concurrentiel favorable, notamment avec le choix américain de miser beaucoup sur le space shuttle. Les choses évoluent : le marché institutionnel souffre des contraintes budgétaires, des sociétés comme Space X et de nouveaux concurrents annoncent des prix très agressifs même s'ils n'ont pas encore fait leur preuve, d'autres pays vont entrer dans la course...

Une vrai choix stratégique pour les européens !


J’espère que ce quiz vous donnera envie de faire un peu de métrologie avec vos élèves à l’occasion du lancement de fusées à eau ou de microfusées. En attendant, vous pouvez également revoir le dernier lancement d’Ariane diffusé en webcast sur le site du CNES  ou sur celui d'Arianespace.

 

Remerciements :

Je remercie Christophe Bonnal (CNES) pour ses explications détaillées sur la trajectoire d'Ariane et les discussions très intéressantes sur l’aventure de la famille Ariane.

 

En savoir plus :

 

Sur Youtube, la vidéo du lancement d'Ariane 503 vue par la caméra embarquée

 

Suggestions d’utilisations pédagogiques en classe :

 

 

 

Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
31 juillet 2012 2 31 /07 /juillet /2012 22:08

Las Vegas, vous connaissez ? Cette ville extraordinaire a déjà été à l'origine d'un quiz image il y exactement un an en juillet 2011. Il s'agissait d'une image provenant du capteur ASTER du satellite américain Terra et c'était l'occasion d'aborder la question de l'eau à Las Vegas.

Pour vous détendre pendant les vacances, voici une nouvelle image qui va vous occuper un peu sur la plage ou ailleurs d'ici la fin du mois d'août.

Je n'ai pas publié beaucoup d'images prises de nuit sur le blog Un autre regard sur la terre (un exemple ici avec la Corée du nord) : l'image présentée ici à été prise le 4 février 2008 à 7h45 UTC par les astronautes de la Station Spatiale Internationale (16ème expédition).

 

Quiz image - Juillet 2012 - Las Vegas-copie-1Las Vegas by night. Image n° ISS016-E-27168 prise à bord de l'ISS par les astronautes de
l'expédition 16. Crédit image : NASA

 

Quelle est la question ?

C'est très simple : vous voyez les tâches colorées vertes, oranges, bleues, roses... Saurez-vous déterminer à quels hôtels et casinos elles correspondent ? Si vous n'êtes jamais allés à Las Vegas, Google Earth devrait vous aider...

Si vous possédez des photographies étonnantes de Las Vegas de nuit montrant ces hôtels et casinos, merci de m'envoyer un message ou de poster un commentaire.

Pour illustrer la réponse et faire toute la lumière, il faudra s'appuyer sur des images satellite prises dans des conditions plus normales pour les satellite d'observation, c'est-à-dire en milieu de journée. Je vais essayer d'en trouver quelques unes...

 

En savoir plus :

 


 

 


Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article
30 juin 2012 6 30 /06 /juin /2012 22:22

Voici la nouvelle image mystère pour le mois de juin 2012 :

 

Quiz-image-satellite---juin-2012.jpg

 

De quel endroit du monde s'agit-il ? Quel satellite a pris cette image ? A quoi correspondent les couleurs, en particulier le rouge vif en haut à gauche ?

 

A vous de jouer (en postant votre réponse dans un commentaire).

Réponse avant fin juillet...

 

En savoir plus :

Les autres quiz du blog Un autre regard sur la Terre.

 

 

Repost 0
Publié par Gédéon - dans Quizz-du-mois
commenter cet article

Présentation

  • : Un autre regard sur la Terre
  • Un autre regard sur la Terre
  • : Les satellites d'observation de la Terre au service de l'environnement : images et exemples dans les domaines de l'environnement, la gestion des risques, l'agriculture et la changement climatique. Et aussi, un peu d'espace et d'astronomie, chaque fois que cela suscite questions et curiosité...
  • Contact

A Propos De L'auteur

  • Gédéon
  • Ingénieur dans le domaine de l'observation de la Terre.
Bénévole de l'association Planète Sciences Midi-Pyrénées
  • Ingénieur dans le domaine de l'observation de la Terre. Bénévole de l'association Planète Sciences Midi-Pyrénées

Rechercher

En Savoir Plus Sur Ce Blog...