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15 décembre 2015 2 15 /12 /décembre /2015 22:39

 

Astérix - A1 - Diamant - Armées n°1 - Toulouse - 26 novembre - Anniversaire - 26-11-1965 - Hammaguir - SEREB - CNES - DMA - Planète Sciences Midi-Pyrénées - IPSA

Décollage d’une réplique à échelle réduite de la premère fusée Diamant, celle qui a mis en orbite
le premier satellite français, A1 alias Astérix, le 26 novembre 1965. Crédit image : Gédéon

 

26 novembre 2015, Toulouse, Cité de l’espace : au pied d’Ariane 5, la fusée Diamant décolle.  Atmosphère humide et sol détrempé : ce n’est pas exactement comme à Hammaguir 50 ans plus tôt.

Mais cela n’a pas découragé Planète Sciences Midi-Pyrénées et les étudiants de l’IPSA : à 15h47 précise, ils procèdent à la mise à feu d’une réplique de la fusée Diamant.

 

Le tour de la Terre d’Astérix

Un geste symbolique pour célébrer dignement le 50ème anniversaire du lancement du premier satellite français. Le 26 novembre 1965, la France est devenue la troisième puissance spatiale, derrière l’URSS et les Etats-Unis.

 

Retour vers le futur…

Pour marquer ce jalon important de l’histoire spatiale française, la Cité de l’espace organisait une journée d’animation : présentation d’une superbe maquette à l’échelle 1 du satellite Astérix, animations dans le hall de l’Astralia, table ronde sur l’accès à l’espace et construction de micro-fusées pour les jeunes visiteurs.

Une dizaine de jours plus tard, l’association des Amis de la Cité de l’espace remettait son grand prix à Pierre Quétard, le responsable des activités spatiales de Matra à l’époque du développement d’Astérix. Pierre Quétard a également été le président de l'ANSTJ, aujourd'hui Planète Sciences.

 

Prix des amis de la cité de l'espace - 2015 - Pierre quétard - Matra- ANSTJ - Planète Sciences - Astérix Prix des amis de la cité de l'espace - 2015 - Pierre quétard - Matra- ANSTJ - Planète Sciences - Astérix

A la Cité de l’espace, Michel Bouffard et George Estibal remettent à Pierre Quétard le grand prix des
Amis de la Cité de l’espace. A l'écran, un montage réalisé en 2005 pour les 40 ans d'Astérix cite quelques
noms de participants à l'aventure Astérix : Joseph Delaunay, Marcel Mas, Jean Dilly, Adrien Blasutta,
Bernard Guesquière, Robert Etienne, Robert Masson, Bernard Montevecchi, Armand Reissian,
Raymond Legrand, René Kats, Calude Chassery. Crédit image : Gédéon

 

Ces deux rendez-vous furent surtout l’occasion de rencontrer ceux qui ont été les acteurs de cet exploit : ils ont permis de construire l’Europe des lanceurs. Avec les déboires et l’abandon de la fusée Europa (10 lancements et 6 échecs), le succès de la fusée Ariane leur doit beaucoup. La photographie du décollage de la réplique de Diamant avec la fusée Ariane 5 en arrière-plan en est un beau symbole.

 

Astérix - Diamant - France - Troisième puissance spatiale - George Estibal - Matra - SEREB - Cité de l'espace - 26 novembre 2015 - 50 ans A1 Astérix - A1 - Diamant-A - Intégration - Anniversaire - George Estibal - Matra

Georges Estibal et d’autres anciens de l’aventure Diamant / Astérix découvrent la maquette présentée
à la Cité de l’espace. En bas, George Estibal et Astérix en 1965 et en 2015. Ils n’ont presque pas
changé : un peu moins de cheveux pour l’un, un peu moins d’antennes pour l’autre.
Crédit image : Gédéon

 

Noces d'or pour Diamant

A l’origine, le cinquantième anniversaire du premier satellite français  devait également être célébré au CNES Paris. L’opération parisienne a été annulée après les attentats du 13 novembre.

La belle aventure de Diamant et du satellite gaulois a effectivement démarré en région parisienne, à la SEREB à Courbevoie ou dans les locaux de la société Matra pour la mise au point d’Astérix, rue de l’université à Paris où s’est installé le tout jeune CNES ou au centre d’essais en vol de Brétigny pour le suivi du lancement. La préparation du satellite sur l’étage supérieur du lanceur avait eu lieu à Saint-Médard en Jalles près de Bordeaux. Le Centre d'essais d'engins spéciaux est créé le 24 avril 1947 à Colomb-Béchar en Algérie française.

 

Avant l’heure, ce n’est pas l’Eure

Le nom des fusées-sondes Véronique (VERNon électrONIQUE), à propergols liquides, rappelle également que c’est à Vernon, dans l’Eure, qu’avait été créé le LRBA à la fin de la seconde guerre mondiale. Développée à partir de 1948, la première Véronique N (pour « Normale ») est lancée en 1952 à Hammaguir.

 

De Brétigny à Toulouse, d’Hammaguir à Kourou et de A1 à OneWeb…

C’est pourtant Toulouse qui deviendra la capitale européenne du spatial et de la fabrication de satellites. Le succès d’Astérix en porte les germes : très rapidement après, la politique de décentralisation amène le CNES à rechercher une ville d’accueil pour son développement. Toulouse et Pierre Baudis semblent croire davantage à l’avenir du spatial français que Bordeaux et Chaban-Delmas : les premiers bâtiments du CST voient le jour en 1968. Matra suit juste après, d’abord en mars 1975 avec 34 personnes à la DIST (Département d’Intégration Spatiale Toulouse) au bord de la piste de Montaudran. Le site actuel du Palays ouvre ses portes en septembre 1980. L’installation sur un terrain de 21 ha alors que 2 ou 3 ha suffisaient largement à l’époque montrent que la future société Astrium devenue aujourd’hui Airbus Defence and Space avait des ambitions.

Même si, autre héritage de Diamant,  toutes les cases à équipement Ariane 1 à 4 ont été produites à Toulouse, c’est surtout dans la fabrication des satellites que la future capitale du spatial européen s’affirme. Dans tous les domaines : télécommunications, météorologie, observation de la Terre, science…

Le dernier exemple est la participation à la réalisation de la constellation de 640 satellites Oneweb. Les satellites sont conçus à Toulouse, avec un énorme défi de réduction massive des coûts unitaires.

Les succès actuels de l’industrie spatiale française et toulousaine, dans une compétition internationale féroce, doivent beaucoup à la vision stratégique, aux investissements consentis au début des années 60 et à la politique industrielle des premiers dirigeants du CNES.

A l’occasion de l’anniversaire, Il n’est pas inutile de replonger un peu dans le contexte de l’époque.

 

C’est Astérix et périls…

On ne peut pas parler de l’histoire du spatial français sans évoquer le lien étroit, au moins pour l’accès à l’espace, avec le développement de la bombe atomique française. Le Commissariat à l’Energie Atomique est créé en 1945.

En 1956, c’est la crise du canal de Suez. Malgré la défaite de l’Egypte, la France  et le Royaume Uni font marche arrière : en novembre, l’URSS menace d’utiliser l’arme nucléaire. Un peu plus de 10 ans après Hiroshima et Nagasaki, le rôle de la dissuasion nucléaire apparaît de manière évidente.

 

Programme spatial français et force de frappe nucléaire : deux histoires parallèles à 31° de latitude…

Arrivé au pouvoir en mai 1958, le président Charles de Gaulle est de plus en plus convaincu de l'importance stratégique de l'arme nucléaire : la France doit développer de manière autonome un missile balistique porteur de l'arme atomique.

En 1959, la SEREB (Société pour l'étude et la réalisation d'engins balistiques), société de droit privé, est créée : elle doit assurer la maîtrise d'œuvre et la réalisation de ce missile. Il y a beaucoup de synergies avec le lancement et la  mise en orbite de satellites, même si les missions civiles et militaires se distinguent par le choix des propergols (liquide ou solide) : un missile balistique doit pouvoir être mise en œuvre avec un préavis court.

 

Gerboise bleue : les champignons de Paris en Algérie

La première bombe atomique française explose le 13 février 1960, au sud de Reggane. C’est un essai atmosphérique. La France du général de Gaulle rejoint alors le club des puissances nucléaires militaires.

A la même époque, en pleine guerre froide, les américains et les russes se sont lancés dans la course à l’espace et à la Lune.

La France veut en être : le Comité de Recherche Spatiales (CRS) est créé en janvier 1959. Présidé par le physicien Pierre Auger (un bâtiment portant son nom vient d’être inauguré au CNES Toulouse), sa mission est d’étudier quel rôle la France pourrait jouer dans la conquête spatiale. Les premières expériences dans la haute atmosphère sur des fusées Véronique AGI (pour Année Géophysique Internationale) sont proposées en 1959. En 1961, les premiers essais en vol de la fusée Agate, première de la série des « Pierres Précieuses », sont effectués à Colomb-Béchar avec 8 tirs, tous réussis.

Du côté de la Défense, Pierre Messmer est chargé en 1961 de réorganiser complétement les armées : un décret du 5 avril 1961 crée la Délégation Ministérielle pour l’Armement qui assurera la tutelle de la SEREB.

En décembre 1961, la loi créant le Centre national d’études spatiales (CNES) est  votée. Les activités du CNES démarrent en mars 1962 sous la présidence de Pierre Auger. Le Général Aubinière en prend la direction et recrute sa première équipe : Jacques Blamont, Jean-Pierre Causse, Michel Bignier, Pierre Morel, Bernard Golonka, Pierre Chiquet, Louise Blosset, Michel-Yves Bernard, Michel Lefebvre, etc.

 

Une idée de cadeau avant noël : un diamant à faible coût

C’est dans ce contexte que la SEREB propose un avant-projet de lance-satellites à faible coût. Le feu vert est donné par le général de Gaulle le 2 août 1961 : le programme Diamant est décidé.

DMA ou CNES, Missile balistique ou lanceur de satellites. A un moment où le tout jeune CNES étend ses compétences sur l’ensemble des activités spatiales, le partage des responsabilités entre les militaires et les civils devient une question cruciale.

L’arbitrage politique se traduit par un protocole d’accord conclu le 9 mai 1962 entre la DMA et le CNES. Ce protocole confirme que les quatre premiers lancements de Diamant seront des lancements de qualification, destinés à mettre en orbite quatre satellites technologiques.

 

Astérix - A1 - Diamant - Réplique - Microfusée - Toulouse - 26 novembre 2015 - Anniversaire - 26-11-1965 - Hammaguir - SEREB - CNES - DMA - Dédicace Philippe Perrin et George Estibal - Planète Sciences Midi-Pyrénées - IPSA Rocket

Sortez vos drapeaux français… La cocarde rouge, peinte sur le lanceur Diamant, signale qu’il s’agit
d’un engin militaire. Ici la réplique dédicacée aux étudiants de l’IPSA par George Estibal
et Philippe Perrin. Si vous observez attentivement, vous verrez que la taille des ailerons a été
augmentée pour assurer une bonne stabilité de la microfusée. Crédit image : Gédéon

 

Des antennes qui décoiffent et vice-versa

La SEREB, sous la tutelle de la défense française (DMA ou Délégation Ministérielle pour l’Armement), obtient la responsabilité de la construction du lanceur et du premier satellite technologique, A1 pour Armée n°1.

Le CNES obtient une concession : en cas de réussite de deux vols de qualification, le CNES pourra utiliser les tirs restant pour ses propres satellites.

Au final, le CNES bénéficiera de trois vols Diamant-A à Hammaguir, après Astérix… On comprend mieux pourquoi Astérix a longtemps été présenté dans les ouvrages traitant de l’histoire du CNES comme une « simple capsule technologique ».

Le satellite, alimenté par des batteries, ne contient effectivement qu’un émetteur de télémesure et un répondeur radar. Mais, pour les ingénieurs de Matra, les parties les plus complexes et les plus nobles sont la case à équipement et le système de basculement (tuyères à gaz froid) destiné à donner une orientation très précise à l’étage supérieur, non piloté, avant sa mise à feu. La précision de cette orientation (0,2 degré) détermine les paramètres orbitaux. Cette première expérience spatiale a été fondatrice : guidage et contrôle d’attitude et d’orbite des satellites, cases à équipement des lanceurs, tenue aux contraintes d’environnement et respect de calendriers serrés…

 

Astérix - A1 - Diamant - Réplique - Maquette - Satellite - Cité de l'espace - Astralia - Toulouse - 26 novembre

La réplique d’A1 présentée à la Cité de l’espace le 26 novembre 2015 pour célébrer
le cinquantième anniversaire du lancement d’Astérix. Crédit image : Gédéon.

 

Ça ? Des Zener…

Le 26 novembre 1965, à 14h47m41s UTC, après quelques péripéties pendant les préparatifs de lancement, notamment sur des composants de protection des circuits électroniques, la fusée Diamant-A décolle donc d’Hammaguir.

Les antennes du satellite sont endommagées par une séparation incomplète de la coiffe et le bip-bip français n’est pas reçu au sol. Heureusement, les radars de suivi permettront de confirmer que la satellisation s'est bien effectuée.

 

Diamant et pierres précieuses : ténacité et sang-froid…

Cela n’a pas été un long fleuve tranquille !

Pour parvenir à ce succès, entre 1961 et 1965, plusieurs modèles de fusées sondes sont mis au point pour tester les étages de  Diamant. C’est la série des pierres précieuses :

  • Le premier étage de Diamant est testé avec les fusées Emeraude (VE 121). 5 lancements (dont 3 échecs, les 3 premiers) servent à vérifier les tuyères orientables et le système de guidage. La propulsion repose sur un moteur Vexin à ergols liquides (acide nitrique et essence de térébenthine) délivrant 28 tonnes de poussée développé par le LBRA.
  • Le second étage à propergol solides est dérivé de la fusée Topaze. Pour les militaires, Topaze sert aussi à valider le profil du corps de rentrée du missile. 14 tirs sont effectués et un seul échoue.
  • Le troisième étage, également à propergols solides, provient de la fusée Rubis, conçue pour expérimenter le largage de la coiffe, la séparation et la mise en rotation de l’étage. 2 des 6 tirs échouent.
  • La case équipement et la tête de mesure ont été validés avec la fusée Agate.

Au total, la fusée Diamant, premier lanceur spatial français, à une hauteur de 19 mètres pour une masse au décollage de 18,5 tonnes.

 

Fusées française - Série des pierres précieuses - Agate - émeraude - Rubis - Topaze - Diamant - DMA - SEREB - CNES Diamant - Astérix - 50 ans - Conférence Philippe Couillard - Jacques Villain - Cité de l'espace - Toulouse - 26 novembre 2015

La série des pierres précieuses. Un développement par étapes : Emeraude, Topaze, Rubis et
enfin Diamant.
Crédit image : CNES. En bas, présentation de la fusée Diamant par Philippe
Couillard à l’occasion du 50ème anniversaire d’Astérix. A droite, la lettre de la SEREB, datée du
18 mai 1960, et présentant un "avant-projet sommaire d'un engin porte-satellites".
Crédit image : Gédéon

 

Ré-élection : de brillantes urnes

Dernier élément de contexte : les élections présidentielles du 5 et du 19 décembre 1965. Les premières au suffrage universel direct. Charles de Gaulle, qui achève son premier mandat, est opposé à François Mitterrand, Jean Lecanuet et trois autres candidats. Le général de Gaulle pense que sa réélection sera facile, dès le premier tour : il ne déclare sa candidature que le 4 novembre. Viser la date du 26 novembre pour le lancement d’Astérix avait une dimension politique et électorale pour le Général de Gaulle. Cela n’a pas suffi pour assurer sa réélection au premier tour : finalement mis en ballottage, il l’emporte au second tour. La participation ferait beaucoup d’envieux en 2015 : plus de 84% des électeurs se sont rendus aux urnes.

 

Evian ou rhum

Moins de deux mois après A1, le 17 février 1966, une seconde fusée Diamant-A met en orbite avec succès D1-A (Diapason). Un an plus tard, les 8 et 15 février 1967, les satellites Diadème 1 et 2 (D-1 C et D-1D) sont mis en orbite par les deux dernières fusées Diamant-A lancées à partir d’Hammaguir. Conformément aux accords d’Evian, le centre de tir d’Hammaguir sera fermé le 1er juillet 1967. Les lancements suivants seront effectués en Guyane : c’est une fusée Véronique qui inaugure le centre spatial guyanais le 9 avril 1968.

 

Le film "Variations sur un diamant" (1973) : un mélanges d'images de décollages de Diamant à Kourou
et du site du CSG. Crédit images : CNES 

 

Indépendance, autonomie et coopération

C’est le 6 décembre 1965, le lendemain du premier tour de la présidentielle que le premier satellite scientifique français, FR-1, est lancé par une fusée américaine Scout depuis la base de Vandenberg en Californie. Destiné à l’étude de l’ionosphère et de la magnétosphère, FR-1 est construit avec du matériel américain par des ingénieurs français : la volonté d’autonomie et d’indépendance, en particulier pour l’accès à l’espace, n’exclut pas les coopérations bilatérales et internationale. Même si elle n’a jamais prétendu occuper une place analogue à celle des deux grands, la France a mis en œuvre une politique spatiale, favorisant l’excellence de ses industriels et de ses scientifiques et lui permettant de devenir un acteur plus que crédible et d’occuper la meilleure place possible dans les programmes de coopération.

 

Mars en Mars

A la Cité de l’espace, la conférence qui a suivi la remise des prix des Amis de la Cité de l’espace en était une belle illustration : Philippe Laudet, chef de projet SEIS au CNES, et Philippe Lognonné de l’Institut de Physique du Globe de Paris, ont fait une captivante présentation de la mission martiene Insight et de sa charge utile, le sismomètre SEIS (Seismic Experiment for Interior Structures).

Il est exceptionnel que la charge utile principale d’une mission de la NASA ne soit pas américaine. SEIS est un instrument européen, majoritairement français. On n’obtient pas ce résultat par hasard et cela mérite d’être souligné. La mission Insight devrait être lancée vers la planète rouge en Mars 2016.

 

Prix des Amis de la Cité de l'espace - Prix jeunes 2015 - -- Conférence1 S

Les lauréats du prix des jeunes des Amis de la Cité de l’espace et la conférence sur la mission
Insight et l’instrument SEIS. Crédit image : Gédéon

 

D’A1 à Astérix : un baptême de l’espace

Diamant ? Après la série des pierres précieuses, le nom indique peut-être qu’un certain nombre de personnes ne croyaient pas que l’objectif « faible coût » serait atteint.

 

« Nous pensons réaliser, pour la fin 1965 ou le début de 1966,
une fusée à trois étages capable de placer sur orbite
un satellite Diamant, ainsi appelé à cause de son prix ».

Pierre Messmer, au cours du premier conseil des ministres de l’année 1963.  

 

Avec le recul, on peut pourtant constater que la France est devenue la troisième puissance spatiale avec des budgets beaucoup plus faibles que ceux mobilisés par les deux grandes puissances.

Saviez-vous que le nom de baptême d’Astérix est lui-même toute une aventure…  Et saviez-vous que le premier satellite français a failli s’appeler Zébulon ?

Michel Taillade, un ancien du CNES qui a créé le site « Nos premières années dans l’espace » a eu la gentillesse de me donner quelques explications.

En réalité, le nom Zébulon a été évoqué pour les deux premiers lancements de Diamant-A. Le premier tir ayant été réalisé dans un cadre militaire avec le fameux « Confidentiel Défense », il y avait très peu de journalistes sur place à Hammaguir. Sauf contact personnel direct,  il est difficile de savoir exactement qui a dit quoi et qui a proposé les noms, en dehors des témoignages des participants directs, formalisés longtemps après avec parfois quelques souvenirs estompés.  

 

De A1 à Z : Zébulon a du ressort

Avant le 26 novembre 1965, le premier satellite s’appelait A1, pour Armées N°1. Sur le champ de tir, à la faveur des temps morts, des repas au mess de la Base Vie d’Hammaguir, des membres de l’équipe de tir qui travaillaient sur la fusée auraient proposé à leur hiérarchie (DMA et SEREB) le nom de Zébulon.

A1 n’a pas de ressort d’éjection. Ce n’est donc pas la similitude avec le ressort du personnage du manège enchanté qui a donné l’idée de Zébulon. Faut-il chercher une explication phonétique et une volonté du terrain de provoquer un peu la hiérarchie et les chefs parisiens ? Je vous laisse consulter le dictionnaire d’argot des zouaves...

Le nom Zébulon n’a évidemment pas été retenu et a été remplacé par Astérix, proposé par cette même équipe. A part les participants au lancement sur le champ de tir, aucun journaliste et donc probablement personne n’a été informé de ces détails. A1 n’a été publiquement connu que sous le nom d’Astérix.

 

Irréductible gaulois

Alors que le CNES vient de terminer les opérations de désorbitation de SPOT-5, Astérix, A-1 ou encore 1965-096A est toujours en orbite, pour un bon moment. Pendant la journée du 26 novembre, des étudiants de Supaéro (ISAE) montraient l’orbite actuelle du satellite Astérix : il fait le tour de la Terre en environ 107 minutes à une altitude comprise entre 530 et 1653 kilomètres. Le manège enchanté va continuer encore un petit moment...

 

Astérix - A1 - Diamant - Orbite - Apogée - Périgée - Période - TLE - Kerbal Space - ISAE - Supaéro Astérix - A1 - Diamant - Orbite - Apogée - Périgée - Période - TLE - ISAE - Supaéro

Le stand des étudiants de Supaéro (ISAE), l’orbite d’Astérix en 2015 et la simulation de
lancement de Diamant sur Kerbal Space Program. Crédit image : Gédéon

 

Système D1

Zébulon a tenté de s’imposer une seconde fois un an plus tard au moment du lancement de D1-A. A Hammaguir, les mêmes équipes de lancement étaient présentes et les mêmes plaisanteries ont circulé : le nom de Zébulon a été repris et proposé lors d’un repas au Mess par Marius Lefèvre qui était représentant du CNES au moment du lancement du satellite  A1 (voir le livre «L’espace du rêve à la réalité » p 99).

Comme il s’agissait désormais d’un satellite du CNES, de nombreuses personnes, dont des journalistes, étaient présentes sur le champ de tir : le nom Zébulon s’est vite propagé, par l’intermédiaire des médias, jusqu’en France et a été largement reproduit dans les journaux. Evidemment la direction du CNES a encore moins apprécié ce nom que la hiérarchie DMA-SEREB et l’a remplacé, mais un peu tard, par « Diapason ». 

 

D1-A - Diapason - Zébulon - Manège Enchanté - CNES - Hammaguir - Revue de presse

D1-A, Diapason ou Zébulon : un extrait de la revue de presse du lancement du 17 février 1966

 

En savoir plus :

 

Sources utilisées et suggestions de lecture :

  • « Les satellites : pour quoi faire, où en est la France ? ». Actualité Documents. Premier ministre.
  • « Les débuts de la recherche spatiale française. Au temps des fusées-sondes ». Institut Français d’Histoire de l’Espace (IFHE).
  • « Ariane, une épopée européenne », William Huon.
  • « Michel Lefebvre, marin de l’espace », Yves Garric. Editions Loubatières Sciences.
  • « Naissance de l’industrie spatiale française au début des années 60 », 2ème rencontre de l’IFHE sur l’essor des recherches spatiales en France, 23-24 octobre 2001.
  • « Matra, la volonté d’entreprendre. De Matra à EADS ». Editions du Chêne.
  • « Atlas de Géographie de l’espace », sous la direction de Fernand Verger.
  • « 1962-1972 : les dix ans du CNES ». La Recherche Spatiale. N°1, volume XI, janvier-février 1972. Editions Dunod.
  • « Le général Aubinière, propos d’un des pères de la conquête spatiale française », Robert Aubinière et André Lebeau, Collection Réflexions Stratégiques, Fondation pour la Recherche Stratégique, éditions L’Harmattan.
  • « Les trente premières années du CNES, l'agence française de l'espace, 1962-1992 », Claude Carlier et Marcel Gilli, La documentation Française.
  • « La France dans l'espace, 1959 - 1979, contribution à l'effort spatial européen », Hervé Moulin, Agence Spatiale Europénne, HSR-37, Juin 2006.
  • Nos premières années dans l’espace, site Internet créé par Michel Taillade.

 

Une courte vidéo du lancement de la réplique de la fusée Diamant à la Cité de l’espace
le 26 novembre 2015. Crédit image : Gédéon

 

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11 décembre 2015 5 11 /12 /décembre /2015 18:00

 

Spot 5 - Satellite - Désorbitation - Toulouse - CNES - Vue d'artiste - Fin de vie - Orbite

Vue d’artiste du satellite SPOT-5 en orbite.
Crédit image : CNES / D. Ducros

 

La contrepèterie du jour : Spot, Stop

TLE… Two-lines Elements ? Vous connaissez ? C’est le format des paramètres orbitaux des satellites publiés par le NORAD (North American Aerospace Defense Command) et sur les sites des logiciels d’orbitographie comme Celestrak. Ça tient dans un tweet...

Je suis sûr que, comme moi, chaque matin, voir s’il y a des changements dans les TLE est une de vos premières activités… Eh bien, depuis début décembre, il y a des « petits » changements concernant l’orbite du satellite SPOT 5.

L’illustration suivante montre trois jeux de paramètres orbitaux pour SPOT-5 :

 

Spot 5 - Satellite - Désorbitation - Décembre 2015 - TLE - Apogée - Périgée - Excentricité - CNES - éléments orbitaux

Les paramètres orbitaux du satellite SPOT-5 en mai 2002, avril 2015 et décembre 2015.
Source : NORAD / Celestrak. Illustration : Gédéon

 

Si vous regardez attentivement, vous voyez que l’excentricité augmente et que la période orbitale diminue. On lit aussi que le 10 décembre 2015, il avait effectué 70517 fois le tour de la Terre.

Cela ne vous parle pas beaucoup ? Voilà un petit tableau dans lequel j’ai traduit les paramètres orbitaux en altitude d’apogée et altitude de périgée. Cette dernière avait baissé d’environ 180 km au 10 décembre et 200 km au 14 décembre (selon les chiffres publiés par le NORAD). L'excentricité a fortement augmenté, d'un rapport de près de 200 par rapport à l'orbite nominale.

 

Spot 5 - Désorbitation - Desorbiting - Apogée - Périgée - CNES - Fin de vie - Décembre 2015

Evolution de l’altitude du périgée et de la période orbitale du satellite SPOT-5. Le 31 octobre 2002
correspond à la fin de la recette en vol (orbite nominale). Le 2 avril est le démarrage de la
phase Spot 5 Take 5. Le 10 et le 14 décembre sont deux étapes de la désorbitation.
Source des données : NORAD / Celestrak. Illustration : Gédéon

 

Vous avez deviné : on procède à la désorbitation de SPOT-5…

SPOT-5 a été lancé par une fusée Ariane 4 (version 42P) le 4 mai 2002 à 0h31 UTC. Après plus de 13 années d’exploitation en orbite, le satellite SPOT 5 vient en effet de finir par tirer sa révérence…

 

Petit bain, petit plongeon…

Le satellite SPOT-5 a terminé sa carrière opérationnelle le 31 mars 2015 avec la fourniture des dernières images commercialisées par Airbus Defence and Space. Les premières manœuvres de changement d’orbite au commencé au moment du lancement de l’opération Spot 5 Take 5 : une expérimentation de 6 mois  pour préparer l’exploitation simultanée des deux satellites Sentinel 2 du programme européen Copernicus (voir l’article sur l’expérience Spot 5 Take 5).

L’orbite de départ est l’orbite classique des satellites SPOT 1 à 5 (héliosynchrone et quasi-circulaire), à la dérive de l’heure locale près (l’inclinaison et l’heure locale ne sont plus contrôlées depuis 2008) :

  • Demi-grand axe moyen de l’orbite SPOT : 7200,547 km (la valeur actuelle est précisément de 7200,240 km). Cela correspond une altitude moyenne de 831,4 km.
  • Inclinaison moyenne de l’orbite SPOT : 98,72 °.
  • Répétition du cycle orbital : 369 orbites par cycle de 26 jours.

 

L’orbite visée pour l’expérience Take 5 était à environ 2.6 km sous l’orbite initiale de SPOT 5, avec un décalage en longitude de manière à avoir un angle de vue identique à celui du futur Sentinel-2.

Après les deux manœuvres de changement d’altitude, l’altitude moyenne passe à 828,8 km et le cycle orbital se repère alors tous les 5 jours (soit 71 orbites), exactement comme la paire de satellite Sentinel-2.

Dans le jargon de la mécanique spatiale, la manœuvre de changement d’orbite est appelée un transfert de Hohmann, avec deux poussées, afin d’obtenir une orbite finale quasi-circulaire.

 

Grand bain, grand plongeon…

L’expérience Spot 5 Take 5 est désormais terminée. Vous trouverez des explications et des exemples de résultats sur le site  et sur le blog du CESBIO.

Le satellite SPOT-5 a donc définitivement fini sa mission. Pour ne pas encombrer son orbite où il risquerait de percuter un autre engin, il va être renvoyé dans l'atmosphère terrestre… Pour y brûler.

Comment y parvient-on ? En réduisant l’altitude de l’orbite, afin que le frottement aérodynamique causé par l’atmosphère résiduelle freine progressivement le satellite et l’amène très progressivement à redescendre vers les couches les plus basses de l’atmosphère où il finira par se consumer totalement.

Très exactement, l’opération consiste à rendre l’orbite de plus en plus elliptique en abaissant l’altitude du périgée.  On parvient à ce résultat en effectuant un manœuvre de freinage à l’apogée. C’est à peu près l’inverse de ce qu’on fait quand on circularise l’orbite d’un satellite de télécommunication lancé par Ariane 5 sur une orbite de transfert géostationnaire. Les manœuvres d’apogée sont plus économiques en ergols (voir cet article sur l’équation de Tsiolkovski).

Ce n’est pas une descente rapide. Contrairement à l’ATV qui redescend en quelques heures et qui effectue une rentrée contrôlée afin que les débris éventuels tombent dans une zone « désertique » du Pacifique sud, SPOT-5 va rentrer très progressivement dans l’atmosphère.

La loi spatiale française et les règles de la communauté spatiale internationale demandent que les vaisseaux spatiaux en orbite basse (moins de 2000 km d‘altitude soient placés à la fin de leur mission sur des orbites très basses (de l’ordre de 500 km d’altitude), permettant un retour sur Terre en moins de 25 ans. Ils doivent également être « passivés » pour limiter les risques d'explosion qui créeraient de multiples débris.

 

RIP : le cimetière au premier étage

Pour les satellites géostationnaires, à près de 36000 km d’altitude, on procède différemment : ils sont déplacés sur une orbite plus haute, une orbite « cimetière » (graveyard) là où ils ne gêneront pas les satellites opérationnels. Evidemment, en  orbite  basse ou en orbite GEO, il y a une condition essentielle : les satellites doivent encore être en état de marche, en tout suffisamment pour effectuer correctement l’ultime manœuvre de changement d’orbite.

Les autres, ceux tombés en panne avant cette étape, restent longtemps en place et « polluent » leur ancienne orbite. Le dernier exemple en date est le satellite AMOS 5 de l’opérateur israëlien. Spacecom. Il a brutalement cessé de fonctionner le 21 novembre 2015, seulement 4 ans après son lancement alors qu’il était prévu pour 15 ans. C’est embêtant pour les services de communication qu’il fournissait à plusieurs pays africains. C’est surtout  gênant pour ses voisins de la position 17°E sur l’orbite géostationnaire… Son maintien précis à poste n’est plus assuré et les autres opérateurs devront probablement procéder à des manœuvres d’évitement.

Même s’il y a beaucoup d’espace dans l’espace, c’est un problème… Les orbites les plus utiles sont « encombrées » : la présence de gros débris  augmente les risques de collisions avec les satellites opérationnels et les débris existants. Et chaque collision engendre de nouveaux débris, qui peuvent provoquer à leur tour de nouvelles collisions : Dans le pire cas, une sorte de réaction en chaîne connue sous le nom de syndrome de Kessler.

 

Moteur ! On tourne. Un peu moins rond…

Les opérations de désorbitation de SPOT-5 ont commencé le 1er décembre et vont se conclure normalement le 11 décembre 2015, à l’heure où j’écris cet article.

La désorbitation consiste à consommer complètement les ergols encore disponibles à bord en allumant le système de propulsion.

Dans un premier temps, six manœuvres abaissant chacune le périgée de l’orbite du satellite d’une quinzaine de kilomètres. L’orbite devient progressivement plus elliptique.

Au cours d’une septième et dernière manœuvre, les équipes d’opération en orbite du CNES  ajusteront le niveau d’ergols restant. Ensuite, le satellite sera « passivé fluidiquement » : les vannes sont laissées définitivement ouvertes et les réservoirs se vident au cours d’une ultime poussée longue. Après ce dernier coup d’accélérateur (ou plutôt de frein), le satellite SPOT 5 sera automatiquement passivé électriquement : extinction des émetteurs, déconnexion des panneaux solaires,  déconnexion des batteries.

Le CNES n’a pas encore communiqué sur les détails des manœuvres effectuées. J’espère qu’ils le feront rapidement : ces chiffres pourraient servir aux enseignants à proposer quelques exercices amusants à leurs élèves pour mettre en pratique les lois de Kepler, l’équation de Tsiolkovski et d’autres notions de maths et physique…

 

 

Spot 5 - Satellite - Désorbitation - évolution orbite - apogée - périgée - excentricité - TLE

Evolution des caractéristiques de l'orbite de SPOT-5 pendant les opérations de désorbitation effectuées
par le CNES. Crédit image : Gédéon. Source des données : NORAD / Celestrak.

 

Pour obtenir les courbes présentées ici, je n'ai utilisé que les données TLE publiées par Celestrak pendant les opérations de désorbitation. En pratique, seulement deux paramètres sont nécessaires : l'excentricité de l'orbite et le nombre d'orbites parcourues chaque jour. A partir de la prériode orbitale, la troisième loi de Kepler, la loi des périodes, donne immédiatement la valeur du demi grand axe. L'excentricité permet alors de calculer simplement apogée et périgée. Pour en déduire l'atitude de l'apogée et du périgée, il suffit de soustraire le rayon de la Terre. J'ai pris ici la rayon à l'équateur (6378 km).

 

De l’ellipse à l’éclipse

L’orbite elliptique atteinte en fin d’opération présentera l’avantage de minimiser la durée de rentrée du satellite dans l’atmosphère.

La même procédure a été appliquée à tous les prédécesseurs de SPOT-5, la grande famille des satellites SPOT. Tous ? Sauf un… Comme Envisat en 2012, SPOT-3 a subi une panne totale (à la suite de défaillances successives de plusieurs de ses gyromètres, provoquant la perte de stabilité et du contrôle du satellite) en novembre 1996 qui a interrompu toute possibilité de communication entre le satellite et la Terre : il est désormais impossible de déclencher la procédure de désorbitation.

 

Spot -Spot-2 - Spot-5 - Opérations CNES - Désorbitation - CST - Toulouse - Juillet 2009

Les équipes opération du CNES pendant la désorbitation de SPOT-2 en juillet 2009.
Crédit image : CNES

 

Ce n’est qu’un au revoir…

La désorbitation de SPOT-5 est un évènement émouvant pour tous ceux qui ont participé à l’aventure de l’observation de la Terre en France en général et à Toulouse et en  région Midi-Pyrénées en particulier.

Un « Satellite Pour Occuper Toulouse » a tenu et dépassé les promesses. Le commentaire ironique est devenu un succès commercial, industriel et scientifique qui a largement contribué au développement de la filière spatiale en région Midi-Pyrénées et au-delà. Au moins deux voire trois générations d’ingénieurs et de techniciens ont usé leurs fonds de culottes sur la famille de satellites SPOT, Hélios et Pléiades, l’exploitation de leurs images et le développement des applications associées.

 

Spot - Satellite pour occuper Toulouse - Toulouse - Spot 5 - CNES - Matra - Airbus - Spot Image - CESBIO

La ville de Toulouse vue par le satellite SPOT-5.
Copyright CNES - Distribution Airbus Defence and Space

 

 

Images à l’œil : un nouveau point de vue

Aujourd’hui, la relève est assurée par les deux satellites Pléiades-1A et Pléiades-1B, pour la très haute résolution, lancés en 2011 et 2012, et par SPOT-6 et SPOT-7, avec une résolution améliorée mais avec une fauchée identique à celle de SPOT-5 et une grande agilité.

La vraie question est l’évolution du modèle de financement : jusqu’à SPOT-5 et Pléiades, le financement est majoritairement assuré par le gouvernement français.

Ce n’est plus le cas avec SPOT-6 et SPOT-7 qui sont le premier exemple de financement intégralement privé, même si SPOT-7 a été vendu à l’Azerbaïdjan en décembre 2014.

Cette évolution intervient dans le contexte assez nouveau avec au moins quatre grandes tendances :

  • Le soutien du département de la Défense américain à l’industrie américaine (Digital Globe) avec des contrats cadres d’achat d’images, facilitant les investissements.
  • Le développement du fameux New Space et  l’émergence d’acteurs privés dans l’esprit de la Silicon Valley : Space X ou Blue Origin pour les lanceurs et le tourisme spatial, Planet Labs ou SkyBox en observation de la Terre, etc.
  • La volonté de pays de plus en plus nombreux à disposer de leur propre capacité spatiale, en particulier dans le domaine de l’observation de la Terre : Chili, Pérou, Corée, etc.
  • La banalisation de l’accès à l’image, au moins pour les résolutions moyennes, avec par exemple le programme européen Copernicus et ses satellites Sentinel. Avec la politique « accès libre et gratuit ». Les modèles économiques, au-delà des missions de service public, doivent alors reposer sur l’utilisation et la valorisation des images.

L’impact de ces évolutions reste incertain : difficile de savoir par exemple sur l'observation de la Terre peut reposer sur un modèle strictement privé.

Ces évolutions diverses interviennet dans une compétition féroce au niveau international. Les succès récents de l’industrie française montrent que l’investissement dans cette filière a porté ses fruits. Mais la bagarre ne s'arrête pas. A suivre…

 

Spot 6 - Brésil - Mariana - Coulée de boue - rupture barrage - Novembre 2015 - Airbus Defence and Space

Une image récente acquise le 6 novembre 2015 par le satellite SPOT-6 : la coulée de boue au Brésil
après la rupture de deux barrages miniers près de la ville de Mariana.
Crédit image : Airbus Defence and Space

 

En savoir plus :

 

 

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15 octobre 2015 4 15 /10 /octobre /2015 20:59

 

Calendrier spatial et astronomique - Octobre - Spoutnik - Mur du son - Yeager - Goddard - Space calendar

Le calendrier spatial et astronomique du mois d’octobre 2015.
Infographie : Gédéon. Crédit image : NASA

 

Vous connaissez l’ « air glow »  ou le « night glow » ? La lumière du ciel nocturne… Ici il ne s’agit pas de la pollution lumineuse autour des zones habitées qui complique la vie (ou la nuit) des astronomes et des amoureux du ciel nocturne. Cette lumière du ciel nocturne est émise par les hautes couches de l’atmosphère de la Terre. Elle est due à plusieurs phénomènes : chimiluminescence, rayons cosmiques et recombinaison d’atomes ionisés par la lumière solaire pendant la journée.

En voici un bel exemple vu depuis la Station Spatiale Internationale avec, comme arrière-plan de ce calendrier du mois d’octobre, la photographie iss041-e-067595. Le 6 octobre 2014, au moment où un astronaute de l’expédition 41 prend cette photographie, l’ISS survole le Nebraska. On distingue à l’horizon les lumières nocturnes de San Francisco et Los Angeles. Au premier plan, une grande zone lumineuse et une tâche claire : c’est Salt Lake City et le grand lac salé éclairé par la Lune… En bas à gauche une autre zone éclaire : welcome to the fabulous Las Vegas…

La base Edwards et d’autres lieux emblématiques de la conquête spatiale par les américains ne sont pas loin. Evidemment, en octobre, quand on parle de Bip Bip, on ne fait pas allusion au Grand Géocoucou du sud des USA (roadrunner).  On pense surtout à Spoutnik, le premier satellite artificiel lancé par les soviétiques depuis Baikonour, à environ 11000 km de la Base Edwards. C’est également depuis Baikonour qu’est lancée la sonde Venera 9 qui prend les premières images de la surface d’une autre planète,

 

14 octobre 1947 : Yeager fait le mur avec Glamorous Glennis…

A bord du Bell X-1 "Glamorous Glennis", Chuck Yeager franchit le mur du son. Il décolle de la base Edwards en Californie (à l’époque appelée Muroc field). L’anecdote rapportée dans le film « l’étoffe des héros » est vraie : la veille du passage du mur du son, Chuck Yeager fait promenade à cheval dans le désert et se blesse en tombant. Il se brise deux côtes. Ne voulant pas déclarer forfait pour ce vol d'essai, il ne parle pas de son accident et monte, blessé, à bord de l'appareil : pour fermer le cockpit, il doit improviser un levier de fortune avec un morceau de manche à balai dissimulé dans son blouson de cuir…

Né en 1923, « as de l’aviation » pendant la seconde guerre mondiale, il réussit même l’exploit d’abattre sur un Messerschmitt Me 262. Dans son autobiographie, il évoque les atrocités commises contre les civils. Le prénom Glennis est celui de son épouse. Les avions  qu’il a pilotés pendant la guerre portaient déjà le nom de son épouse décédée en 1991.

 

Mur du son - Octobre 1947 - Chuck Yeager - Glamorous Glennis - B-50 - Sound barrier - L'étoffe des héros

Chuck Yeager - Mur du son - X1 - Glamorous Glennis - Sound barrier - Octobre 1947

Le X1 "Glamorous Glennis" en cours de montage sur l'avion porteur B-50 et Chuck Yeager à côté
de son avion. Crédit image : USAF

 

4 octobre 1957 : Spoutnik…

Lancée depuis le pas de tir de Baïkonour, la fusée R7 "Zemiorka" emporte le premier satellite artificiel : Spoutnik 1, une sphère de 58 cm de diamètre pesant 84 kg, est mis en orbite à 22:34 UTC. Tournant autour de la Terre en 96 minutes à une altitude comprise entre 230 et 950 km, son bip-bip et la prouesse soviétique créent un véritable traumatisme aux Etats-Unis : le public et les médias découvrent l’avance technologique russe.

 

"We captured the wrong Germans"

C'est ce que dira un général américain... La capacité à mettre un satellite en orbite démontre que l’URSS peut également envoyer un missile balistique sur les Etats-Unis.  Le lancement de Spoutnik concrétise le début de la course entre les États-Unis et l'URSS pour la conquête de l'espace. Le satellite se désintègre lors de son entrée dans l’atmosphère le 4 janvier 1958. Plus que la charge utile de spoutnik, c’est la fusée capable de la mettre en orbite qui retient l’attention. Le nom du « "constructeur en chef", Sergueï Korolev (1907-1966), sera longtemps tenu secret. La contribution de Korolev au programme spatial ne fut reconnue par les autorités soviétiques qu'après sa mort. Les Américains mettront sur orbite leur premier satellite, Explorer-1, le 31 janvier 1958. En décembre 1999, l’Assemblée générale des Nations Unies a décidé que la semaine du 4 au 10 octobre serait désormais la Semaine mondiale de l'espace (World Space Week) pour célébrer la contribution des sciences et des techniques spatiales à l'amélioration de la condition humaine. Pendant cette semaine, de nombreuses activités éducatives autour du thème de l’espace sont organisées dans les écoles. Planète Sciences y participe.

 

Spoutnik - Premier satellite artificiel - Conquête spatiale - Semiorka - 4 octobre 1957 - Korolev  - URSS - Baikonour

4 octobre 1957 : Lancement de la fusée Semiorka. A bord, Spoutnik, le premier satellite artificiel

 

22 octobre 1975 : Venera 9 atterrit sur la planète Vénus

Lancée le 8 juin 1975, la sonde soviétique transmet les premières photographies prises depuis la surface d'une autre planète. Le 22 octobre, Venera-9 devient d’abord le premier satellite artificiel de Venus. L’atterrisseur commence sa descente depuis une altitude de 125 km. Après un premier freinage aérodynamique, la sonde transmet ses premières mesures atmosphériques et les parachutes s’ouvrent à 62 km d’altitude. Ils sont éjectés à 50 km d’altitude.

Venera-9 touche la surface à 5:13 UTC. Le choc est amorti par un dispositif gonflable. Deux caméras noir et blanc sont immédiatement  mises en service. Un des caches-objectifs ne se sépare pas, réduisant le champ de prise de vue à 180°. Des données et des images sont transmises à l’orbiteur pendant près d’une heure, indiquant une température de 485°C et une pression de 90 atmosphères.

 

Conquête spatiale : les autres dates anniversaires en octobre

Le mois d’octobre est particulièrement riche en dates anniversaires de la conquête spatiale. Voici les évènements que j’ai retenus :

  • 25 octobre 1865 : Il y a 150 ans… Jules Verne publie "De la Terre à la Lune" : trois membres du « Gun-Club » embarquent dans un obus de canon géant à destination de la Lune… Le roman paraît d'abord en feuilleton dans le Journal des débats du 14 septembre au 14 octobre 1865
  • 19 octobre 1899 : « The Cherry Tree Vision ». Selon ses propres déclarations, c’est en montant dans un cerisier dans le jardin de ses parents que Robert H. Goddard, impressionné par la vue du ciel, décide de consacrer sa vie à réaliser son rêve : aller dans l’espace. Il a également été influencé par « la Guerre des Mondes », le roman d’H. G. Wells paru en 1897.  En 1919, il publie « A method of reaching extreme altitudes »
  • 15 octobre 1929 : sortie en salles à Berlin  du film de Fritz Lang "Die Frau in Mond" (La femme sur la Lune), Adapté du roman de von Harbou, Oberth est conseiller scientifique, c’est le dernier film muet de Fritz Lang.

 

Fritz Lang - Fraun im Mond - Une femme sur la Lune - Gerda Maurus - Objectif Lune - Moon

Une image extraite du film « Une femme sur la Lune » de Fritz Lang. Est-ce que cette illustration
vous fait pensez à autre chose ? John Houbolt par exemple ?

 

  • 24 octobre 1946 : 1ère image de la Terre vue de l’espace, prise par un V2 lancé par les américains depuis White Sands.

 

V2 - White Sands - Américains - Nazis - Von Braun - Conquête spatiale - Image de la Terre - Octobre 1946

Photographie de la Terre prise par un V2 lancé par les américains à White Sands
en octobre 1946.

 

  • 1er octobre 1958 : Créé en 1915,  le NACA (National Advisory Committee for Aeronautics) est dissoute et remplacée par la NASA (National Aeronautics and Space Administration). Un an après Spoutnik, les Etats-Unis décident  de mieux fédérer leurs efforts en recherche spatiale, menés notamment pour la mise au point de missiles intercontinentaux par l’USAF et l’armée de Terre. Bien que le président Eisenhower soit réticent à investir dans le spatial civil, il signe le 29 juillet 1958 le décret créant l’agence spatiale américaine. T. Keith Glennan, est nommé comme premier administrateur. Son adjoint est Hugh L. Dryden.
  • 7 octobre 1958 : la NASA lance officiellement le programme Mercury, premier programme américain de vols habités. En réalité, le nom de baptême est dévoilé le 17 décembre 1958, le jour du 55ème anniversaire du vol des frères Wright. Les 7 astronautes retenus sont présentés officiellement le 9 avril 1959.
  • 7 octobre 1959 : Lancée le 4 octobre depuis Baikonour, la sonde Luna 3 prend les premières photos de la face cachée de la lune. Le système de prise de vue Yenisey-2 est constitué d’un appareil argentique  (film 35-mm avec 40 clichés possibles) avec deux objectifs, un en champ large (focale de 200 mm) et un plus étroit (focale de 500 mm), un système de développement, de fixation et de séchage et enfin un dispositif de numérisation des films (1000 lignes par images) avant la transmission des données vers la Terre.

 

Luna-3 - Première image de la face cachée de la Lune - URSS - 7 octobre 1957 - Moon image

Première image de la « face cachée » de la Lune prise par la sonde Luna-3 le 7 octobre 1959 à 3h30 UTC.
La sonde Luna-3 est alors à une distance de 63500 km de la Lune. La face cachée correspond aux
trois quarts droits de l’image. On distingue Mare Moscoviense en haut à droite. Le petit cercle noir
avec le point blanc en bas à droite est le cratère Tsiolkovski avec son pic central.
On voit aussi Mare Smythii en bas à gauche.

 

  • 10 octobre 1967 : entrée en vigueur du traité sur les principes régissant les activités des États en matière d'exploration et d'utilisation de l'espace extra-atmosphérique, y compris la Lune et les autres corps célestes. Le traité est signé par les États-Unis, le Royaume-Uni et l'Union soviétique le 27 janvier 1967, est ratifié à l'unanimité par le Sénat américain et entre en vigueur le 10 octobre 1967. Il est signé par la France le 5 août 1970.
  • 18 octobre 1967 : Lancée le 12 juin 1967,  la sonde Venera 4 pénètre dans l’atmosphère de la planète Venus. C’est la première sonde à transmettre des mesures sur l’atmosphère d’une autre planète (température, pression, composition). Venera-4 mesure notamment une forte proportion de CO2 (90 à 95%).
  • 11 octobre 1968 : 21 mois après « l’incendie d’Apollo 1 », c’est le lancement d’Apollo 7, la première mission habitée du programme Apollo et la seule lancée par la fusée spatiale Saturn IB. Walter M. Schirra (astronaute du 5ème vol Mercury), Donn Eisele et  Walter Cunningham passèrent 11 jours en orbite autour de la Terre pour tester le CSM (Command and Service Module) et les manœuvres de rendez-vous.
  • 27 octobre 1972 : Fin de la mission Mariner-9. En orbite autour de Mars, la sonde, lancée le 30 mai 1971, a transmis des milliers d’images de la surface de Mars et de Phobos et Deimos. Mariner-9 est la première sonde à se mettre en orbite autour d’une autre planète. La sonde devrait rester en orbite environ 50 ans avant de pénétrer dans l’atmosphère martienne.
  • 13 octobre 1978 : lancement du premier satellite expérimental TIROS-N équipé d’un instrument ARGOS. Le programme ARGOS est le fruit d’une coopération entre le CNES et la NASA, décidée à la suite du succès du projet EOLE. Le premier satellite opérationnel, NOAA-6 alias NOAA-A est lancé le 27 juin 1979.
  • 18 octobre 1989 : Lancement de la sonde Galileo par la navette spatiale Atlantis (mission STS-34). Objectif : Jupiter. Malgré l’impossibilité de déployer correctement l’antenne à grand gain, la mission sera accomplie en bonne partie en utilisant de nouvelles techniques de compression de données.
  • 8 octobre 1992 : Fin de la mission Pioneer 12 (Pioneer Venus Orbiter). Lancée le 20 mai 1978, la sonde américaine se met en orbite autour de Venus le 4 décembre 1978, sur une orbite très elliptique (initialement 150 km – 66000 km) parcourue en un peu moins de 24 heures. Au cours de sa mission, Pioneer 12 étude l’atmosphère et les nuages de Vénus mais a aussi l’opportunité d’observer des comètes (Encke, Giacobini-Zinner, Halley, Wilson, NTT, McNaught). Le 8 octobre, après épuisement du carburant permettant le contrôle de l’altitude, la sonde brûle dans l’atmosphère de Vénus.
  • 15 octobre 1997 : lancement de la sonde Cassini-Huygens par une fusée Titan-IVB/Centaur depuis Cap Caneveral. Il s’agit d’une coopération entre la NASA, l4ESA et l’Agence spatiale italienne (ASI). L’objectif est l’étude de Saturne, ses anneaux et ses lunes, et plus particulièrement Titan. Réalisé par l’ESA, l’atterrisseur Huygens se détache de Cassini le jour de noël 2004. Il se pose à la surface de Titan le 14 janvier 2005 et transmet des données et des images. Malgré la perte d’une partie des images, (erreur de commande concernant les deux canaux de communication  utilisés pour la transmission, Huygens a produit une extraordinaire moisson de résultats sur l’atmosphère, la magnétosphère et la surface de Titan.Le 25 décembre, Huygens se détache de l’orbiteur Cassini.

 

Huygens - ESA - Atterrissage Titan - Descente parachute - Cassini - NASA - 15 octobre 1997

Vue d’artiste de l’arrivée de la sonde Huygens à la surface de Titan. Crédit image : ESA

 

  • 30 octobre 1997 : Second  lancement d’Ariane 5, après l’échec du premier vol en juin 1996. La charge utile est mise en orbite mais les caractéristiques de celle-ci ne sont pas bonnes : un mouvement de roulis excessif  a conduit à un arrêt prématuré du moteur du premier étage. La mission de la charge utile expérimentale TEAMSAT / YES (ESA / ESTEC) a pu être menée dans de bonnes conditions.
  • 21 octobre 1998 : réussite totale du troisième vol d’Ariane 5. La fusée met en orbite la capsule de démonstration de rentrée atmosphérique (ARD pour Atmospheric Reentry Demonstrator) et le démonstrateur technologique MAQSAT.
  • 21 octobre 2001 : à bord du Soyouz TM 33, Claudie Haigneré décolle pour l’ISS. Elle y séjournera jusqu’au 31 octobre, dans le cadre de la mission Andromède, en tant qu’ingénieur de bord.
  • 17 octobre 2002 : lancement de la mission Integral (INTernational  Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) par une fusée russe Proton depuis le cosmodrome de Baikonour. A bord, le spectromètre SPI a été développé par le CNES.
  • 15 octobre 2003 : Une fusée LM-2 F emporte le premier vol habité chinois avec le taïkonaute Yang Liwei à bord de la capsule Shenzhou 5. Il atterrit le 16 octobre après avoir effectué 14 orbites. La Chine devient la troisième nation à envoyer un homme dans l’espace par ses propres moyens.
  • 4 octobre 2004 : l'avion White Knight 1 décolle et emportant Space Ship 1. En vol propulsé, Space Ship 1 atteint une altitude de 112 km. Après le vol du 29 septembre 2004, SpaceShipOne décroche formellement l’Ansari X Prize (critère : deux vols à plus de 100 km d’altitude réussis en moins de deux semaines). Remarque : la navette spatiale américaine n’a jamais rempli cette condition de fréquence de vol.
  • 24 octobre 2007 : La Chine lance sa première mission lunaire : Chang'e 1.  La sonde de 2350 kg se met en orbite autour de la Lune le 5 novembre 2007. Elle embarque une caméra stéréoscopique, un altimètre laser, un interféromètre et différents détecteurs.
  • 22 octobre 2008 : l'Inde lance sa première mission lunaire, Une fusée PSLV-C11 lance la sonde Chandrayaan-1. Emportant 11 instruments, elle se met en orbite lunaire le 4 novembre 2008. Le 14 novembre, elle largue l’impacteur MPI. L’ISRO perd le contact le 29 août 2009.

 

Les lancements du mois de septembre 2015

Septembre : c’est la rentrée… Ou plutôt la sortie, avec un nombre impressionnant de lancements orbitaux ! 13 dont 5 lancements chinois en un seul mois :

  • 2 septembre 2015, 4:37 UTC, Baikonour (LC 1) : lancement du vaisseau Soyouz  TMA-18M par une fusée Soyouz FG à destination de la Station Spatiale Internationale. A bord, Sergey Volkov, Andreas Mogensen, et Aidyn Aimbetov. Une manœuvre d’évitement de debris effectuée par l’ISS n’a pas permis d’utiliser la procédure d’amarrage rapide. Avec l’arrivée du Soyouz TMA-18M, l’ISS compte temporairement 9 occupants.
  • 2 septembre 2015, 10:18 UTC, Cap Canaveral  (SLC 41) : lancement du satellite de communication militaire MUOS 4 (US Navy Mobile User Objective System) par une fusée Atlas V 551 sur une orbite de transfert géostationnaire. Avec une masse de 6740 kg, les satellites MUOS, construits par Lockheed Martin, sont les plus grosses charges utiles connues lancées par la fusée Atlas 5. Ils emportent une antenne déployable de 14 mètres de diamètre.

 

Lancement Atlas 5 - MUOS 4 - USAF - ULA - Septembre 2015

Décollage de la fusée Atlas 5 emportant le satellite MUOS 4 pour l'USAF.
Crédit image : ULA

 

  • 11 Septembre 2015, 02:08 UTC, Centre Spatial Guyanais (ELS) : une fusée Soyouz ST-B avec un étage supérieur Fregat (mission VS12) lance deux satellites du système européen de navigation Galileo (9ème et 10ème satellites). Orbite à une altitude de 23600 km et 57,4° d’inclinaison. C’est un peu difficile de s’y retrouver avec les noms des satellites Galileo. Par exemple, le 9ème peut être désigné par GalileoSat 9, FOC FM5 (Full Operational Capability, Flight model 5) ; GSAT0205 ou Alba.  Le prénom du dixième est Oriana.

 

Soyouz - VS12 - CSG - Galileo - Commission Européenns - Arianespace - 11 septembre 2015

Décollage de la mission Soyouz VS12 depuis le Centre Spatial Guyanais avec deux satellites Galileo.
Crédit image : ESA / CNES / Arianespace / Optique vidéo du CSG

 

  • 12 septembre 2015, 15:04 UTC, Xichang (LC 2) : lancement du satellite géostationnaire de communication chinois Tongxin Jisshu SW1 ("Communications Engineering Test Satellite 1" ou TJSSW-1) par une fusée CZ-3B.
  • 14 septembre 2015, 4:42 UTC, Jiuquan (LC 603) : une fusée Chang Zheng CZ-2D met en orbite le satellite d’observation Gaofen 9. Orbite héliosynchrone à une altitude moyenne de 640 km, inclinaison de 98°. Heure locale de passage au nœud descendant : 11:00.
  • 14 septembre 2015, 19:00 UTC, Baikonour (LC 81/24) : une fusée Proton-M/DM-03 met en orbite le satellite russe de télécommunication Express AM-8 sur une orbite géostationnaire. C’est le premier succès de cette configuration de lanceur depuis les échecs de 2010 et 2013.
  • 17 septembre 2015, 12:02 et 12:03 UTC : mise en orbite depuis l’ISS de deux cubesats S-Cube (astronomie) et SERPENS (technologie).
  • 19 septembre 2015, 23:01 UTC, Taiyuan (LC16) : pour son premier vol, une fusée Chang Zheng 6 lance le satellite Kaituo-1 et 19 petits satellites (communications et technologie) sur une orbite héliosynchrone à 530 km d’altitude inclinée à 97,5° (heure locale de passage : 06:10). La fusée, développée  par le CASC (China Aerospace Science and Technology Corporation), est équipée d’un nouveau moteur YE-100 (LOX / kérosène) pour le premier étage.
  • 23 septembre 2015, 22:00 UTC, Plesetsk (LC133/3) : une fusée Rockot / Briz KM met en orbite les satellites de communication Kosmos-2507, Kosmos-2508 and Kosmos-2509 (data relay satellites) et peut-être un quatrième satellite militaire à une altitude de 1500 km inclinée à 82,5°.
  • 25 septembre 2015, 1:41 UTC, Jiuquan (SLS-E) : une fusée chinoise Chang Zheng 11 met en orbite le satellite Pujiang-1 et trois autres satellites (démonstrateurs technologiques ?), sur une orbite héliosynchrone à 476 km d’altitude moyenne et 97,3° d’inclinaison (heure locale de passage : 08h00). La nouvelle fusée chinoise CZ-11, développée par le CALT (China Academy of Launch Vehicle Technology), est lancée à partir d’une rampe mobile.
  • 28 septembre 2015, 4:30 UTC, Sriharikota (FLP) : une fusée indienne PSLV-XL (mission C30) met en orbite le satellite astronomique Astrosat et six autres satellites : Lapan-A2 (76 kg), ExactView-9 (14kg) avec une charge utile AIS et 4 satellites Lemur (Joel, Peter, Jeroen et Chris). Altitude moyenne : 648 km. Inclinaison : 6°. Construit par l’ISRO, Astrosat (1513 kg) est le premier observatoire spatial indien. Il embarque des instruments travaillant dans l’ultraviolet et les rayons X.
  • 29 septembre 2015, 23:13 UTC, Xichang (LC3) : une fusée chinoise Chang Zheng 3B/G2 met en orbite le satellite de navigation Beidou DW20 (4200 kg) sur une orbite de transfert géosynchrone inclinée à 55° : il décrira une trajectoire en « 8 » de part de d’autre de l’équateur. Un record : le cinquième lancement chinois en septembre 2015
  • 30 septembre 2015, 20:30 UTC, Centre Spatial Guyanais (ELA3) : une fusée Ariane 5 ECA met en orbite de transfert géostationnaire les deux satellites de communication australien et argentin Sky Muster (6440 kg) et ARSAT-2 (2977 kg). La mission VA226 est le 5ème lancement d’Ariane 5 en 2015.

 

“It has often proved true that the dream of yesterday is the hope of today and the reality of tomorrow”

En octobre, il y a l’embarras du choix en ce qui concerne les pionniers de la conquête spatiale…  Hermann Oberth, Werner Von Braun, ou Sergueï Korolev, « l’homme sans nom »…  J’ai choisi de rendre hommage à un américain : Robert H. Goddard (1882 -1945).

 

Le vieux Goddard que j’aimais…

L’américain Robert H. Goddard est considéré comme un des pères de l’astronautique moderne. Très jeune, il s’intéresse aux sciences en général et à l’espace en particulier. Il obtient un doctorat en physique de l'Institut de Polytechnique de Worcester en 1908 et il est engagé l'Université Clark. Il travaille sur les ondes radio et les tubes à vide.

 

Plus haut que les ballons

Ses contributions au vol des fusées sont nombreuses et variées (fusées à étages, guidage, propulsion dans le vide, pompes pour les ergols, refroidissement des chambre de combustion par les ergols, etc.)

Combinant créativité scientifique et ingénierie, il est surtout connu pour avoir mis au point une des premières fusées à ergols liquides : il publie ses premières études sur les fusées ("A Method of Reaching Extreme Altitudes") en 1919, suscitant une controverse dans la presse. Il fait fonctionner sa première chambre de combustion à ergols liquides en novembre 1923. Avec seulement 2,5 secondes de vol, le lancement de mars 1926 n’est pas immédiatement reconnu comme une avancée mais il marque aujourd’hui une étape majeure. Goddard embarque également des instruments à bord des fusées (baromètre, appareil photographique). En avril 1932, il lance la première fusée stabilisée par gyroscope et volets.

Le centre de la NASA à Greebelt (Maryland) porte son nom : Le Goddard Space Flight Center.

 

Robert Goddard - A method of Reaching Extreme Altitudes - Smithsonian - Conquête spatiale - 1919

La page de couverture et une illustration extraites de l'ouvrage écrit par Robert H. Goddard :
"A Method of Reaching Extreme Altitudes"

 

En savoir plus :

 

 

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20 septembre 2015 7 20 /09 /septembre /2015 20:33

 

Calendrier spatiale et astronomique - anniversaires et premières - conquête spatiale - Calendrier des lancements - Septembre 2015

Le calendrier spatial et astronomique du mois de septembre 2015.
Infographie : Gédéon. Crédit image : NASA

 

C’est l’Egypte et le delta du Nil qui sert de fond pour le calendrier du mois de septembre. L’image ISS028-E-18590 a été prise le 22 juillet 2011 par un membre d’équipage de l’expédition 28 à bord de l’ISS avec un Nikon D3S et un objectif de 28 mm de focale.

J’aime vraiment beaucoup les images de cette région vue de l’espace : une image similaire prise de nuit à moment de l’arrimage d’un ATV a déjà servi de quiz sur le blog Un autre regard sur la Terre.

Pour le mois de septembre, j’ai retenu trois dates emblématiques de la conquête spatiale. Direction la Lune, Jupiter et Saturne et retour vers le plancher des vaches :

 

13 septembre 1959 : lancement de Luna 2 (Ye-1) depuis le cosmodrome de Baikonour

Objectif Lune. La sonde transporte 391kg d'instruments scientifiques : magnétomètre tri-axial, détecteur de rayons cosmiques, détecteur de micrométéorites, détecteur de vent solaire. L’étage supérieur de la fusée emporte également un charge de sodium libérée à très haute altitude pour faciliter le suivi de la trajectoire et étudier le comportement du gaz dans l'espace. Après cinq essais infructueux des russes, c’est le premier engin construit par l’homme à atteindre un autre corps céleste : Elle atteint la Lune, comme l’étage supérieur de la fusée mais l’émetteur radio cesse de fonctionner au moment de l’impact (vitesse estimée à 3300 m /s). Luna 2 a confirmé l'absence de champ magnétique lunaire significatif. Luna a surtout permis de valider la présence du vent solaire grâce à son détecteur d’ions.

 

5 septembre 1977 : Lancement de Voyager 1

Trois semaines après Voyager 2, une fusée Titan 3E lance la sonde Voyager-1en direction de Jupiter et Saturne, puis Titan. Voyager 1 passe au plus près de Jupiter (278000 km de la surface) le 5 mars 1979. Le même jour, la sonde survole également les lunes de Jupiter : Io (à 18640 km), Ganymède, Europe puis Callisto. La sonde part ensuite en direction de Saturne, qu’elle survole en novembre 1980, avec ses satellites Titan, Dioné, Mimas et Rhéa.

La célèbre mosaïque dit « Portrait de famille » a été prise à environ 40 unités astronomiques de Terre, à 32° au-dessus du plan de l’écliptique. En septembre 2013, la NASA annonce que Voyager 1 a quitté l'héliosphère, la région d’'influence directe du Soleil, fin août 2012. Les instruments les plus gourmands ont déjà été mis hors tension et L’épuisement de la source d’électricité (trois générateurs thermoélectriques à radioisotope) ne devrait pas permettre de prolonger la mission au-delà de 2025.

Fin octobre 2015, Voyager 1 était à environ 20 milliards de kilomètres de la Terre (133 unités astronomiques). Les signaux envoyés par la sonde mettent 37 heures pour parvenir aux antennes de réception du Deep Space Network.

 

Voyager - Sonde spatiale - NASA - Jupîter- Io - Europe - Lunes de Jupiter - 13 février 1979

Image prise par la sonde Voyager 1 le 13 février 1979. A l’arrière-plan, Jupiter et, devant,
deux de ses satellites : Io, à gauche, et Europe, à droite.
Voyager 1 est alors à 20 millions de kilomètres de Jupiter. Crédit image : NASA / JPL

 

26 septembre 1993 : lancement du satellite d’observation SPOT-3 et du satellite de Géodésie Stella (48 kg)

SPOT-3 fournit ses premières images dès le 27 septembre (le sud de la Corse, Bonifacio et les îles Lavezzi mais il cesse de fonctionner plus tôt que sa durée de vie espérée : 14 novembre 1996 : SPOT-3 a été complètement perdu après des  défaillances successives de plusieurs de ses gyromètres, provoquant la perte de stabilité et du contrôle du satellite.  L’ancêtre, SPOT-1 a été réactivé à la suite de cette panne.

 

Lancement SPOT-3 - Première image SPOT-3 - Corse - Bonifacio - Iles Lavezzi - 27 septembre 1993 Lancement SPOT-3 - Première image SPOT-3 - 27 septembre 1993 - CNES - Spot Image - Philippe Delclaux - Jean-Claude Cazaux - Gérard Brachet - Michel Courtois

Le sud de la Corse, les îles Lavezzi et Bonifacio : la première image du satellite SPOT-3
prise le 27 septembre 1993. En bas, des responsables du programme SPOT au moment de la réception
de la première image : ils n’ont presque pas changé… Copyright CNES – Distribution Airbus Defence and Space.

 

Conquête spatiale : les autres dates anniversaires en septembre

On peut également se souvenir des évènements suivants :

  • 17 septembre 1957 : à l’occasion du 100ème anniversaire de la naissance de Tsiolkovsky Korolev déclare que l'URSS et les États-Unis vont mener des essais de fusées pour lancer les premiers satellites.
  • 12 septembre 1962 : “We choose to go to the Moon“. Cinq mois après le vol historique de Youri Gagarine, à Houston (Rice University) le président John Fitzgerald Kennedy prononce le discours au cours duquel il annonce qu’un Américain posera le pied sur la Lune avant la fin de la décennie : « We choose to go to the Moon. We choose to go to the Moon in this decade and do the other things, not because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win, and the others, too. ». Kennedy ne verra pas ce projet se concrétiser : il sera assassin à Dallas le 22 novembre 1963.
  • 29 septembre 1962 : le Canada lance son premier satellite, Alouette 1, à l'aide d'un lanceur Thor-Agena depuis la base de Vandenberg en Californie. Le Canada devient ainsi la troisième nation, après l'URSS et les États-Unis, à avoir mis sur orbite un satellite, mais pas par ses propres moyens. Alouette 1 avait pour mission l'étude de l'ionosphère.
  • 14 septembre 1968 : lancement de la sonde soviétique Zond 5. D’une masse au décollage de 5375 kg, elle survole la Lune à moins de 2000 km d’altitude le 18 septembre et prend également des photographies de la Terre. Elle effectue sa rentrée dans l’atmosphère terrestre le 21 septembre : c’est le premier objet humain à revenir de la Lune. Anecdote : elle emportait deux tortues de Horsfields, de mouches, vers de farine, des plantes, des graines, bactéries, Malgré une perte de poids, les tortues sont revenues sur Terre saines et sauves….
  • 9 septembre 1975 : lancement de la sonde Viking-2 par  une fusée Titan 3 – Centaur à destination de  Mars. L'atterrisseur se pose sur Mars sur le site Utopia Planitia pratiquement un an plus tard,  le 3 septembre 1976. Il fonctionnera jusqu’au 11 avril 1980 (défaillance de la batterie) avec des prises de vues, des analyses du sol et de l’atmosphère, des mesures de séismicité et de recherche de molécules organiques.

 

Viking 2 - Lander - Mosaïque d'images - Site d'atterrissage - Edward A. Guinness - Whasington University in St. Louis - NASA

Mosaïque d’images du site d’atterrissage de Viking 2, obtenue en combinant des images
noir et blanc à haute résolution et des images en couleurs à résolution réduite.
Crédit image : Edward A. Guinness, Washington University in St. Louis.

 

  • 27 septembre 1975 : lancement à Kourou du satellite français D-2B Aura par une fusée Diamant BP-4. C’est le troisième et dernier lancement de la fusée Diamant dans sa version BP-4, la plus puissante. La série des pierres précieuses françaises (Agate, Topaze, Rubis, Emeraude, Saphir et Diamant) ouvre la porte au  lanceur européen Ariane. Il y aura eu au total 12 lancements de fusées Diamant : 4 fusées Diamant  A, 5 Diamant B et 3 Diamant BP4. Parmi les 4 lancées à Hammaguir, la première a mis en orbite Astérix, alias A1 le premier satellite français. Il y a eu au total trois échecs totaux ou partiels (orbite trop basse, défaillance du 2ème étage et pas de séparation de coiffe). Avec une masse de 107 kg, D2B Aura a été  réalisé sous maîtrise d'ouvrage CNES par la Société Matra. Il emporte quatre expériences scientifiques en astronomie destinées à l'étude du rayonnement solaire ou stellaire dans l'ultraviolet et l'ultraviolet lointain.

 

Satellite - D-2B - Aura - Intégration et essais - CNES - Matra - lancement le 20 septembre 1975 depuis Kourou

Le satellite français D-2B Aura en intégration et essais chez Matra. Crédit image : CNES

 

  • 1er septembre 1979 : lancée en avril 1973, par une fusée Atlas / Centaur, la sonde américaine Pioneer-11, après avoir photographié Jupiter, survole Saturne pour la première fois, à 22000 km de la « surface ».  Le dernier contact date de novembre 1995.
  • 17 septembre 1994 : premier vol de l’instrument PRONAOS à bord d’un ballon stratosphérique du CNES. PRONAOS est un instrument astronomique destiné à l’observation du milieu interstellaire galactique et le fond diffus cosmologique.
  • 6 septembre 1996 : la sonde américaine survole pour la deuxième fois Ganymède, cette fois à une altitude de 2880 km. Le 7 septembre, elle passe à 441000 km de Io et à 673000 km d’Europe.

 

Galileo - Sonde Spatiale - Lunes de Jupiter - Io - Europe - Ganymede - Callisto - NASA

De gauche à droite, Io, Europe, Ganymède et Callisto, quatre lunes  de Jupiter photographiées
par la sonde américaine Galileo entre septembre 1996 et novembre 1997. Crédit image : NASA / JPL.

 

  • 25 septembre 1997 : pour son troisième vol, Jean-Loup Chrétien décolle pour la première fois à bord d’une navette, Atlantis (mission STS-86). Destination : la station orbitale MIR. Il séjournera dans l’espace jusqu’au 6 octobre 1997. Atlantis est restée arrimée 6 jours à la station.
  • 21 septembre 2003 : fin de mission pour la sonde Galileo : en fin de vie, elle est volontairement plongée vers la planète Jupiter. L’objectif est d’éviter une éventuelle contamination d’une des lunes de Jupiter : la sonde n’avait pas été stérilisée avant son départ et pouvait donc transporter des bactéries provenant de la Terre.
  • 29 septembre 2004 : l'avion White Knight 1 décolle pour le vol 16P, Il emporte Space Ship 1, qui atteint en vol propulsé une altitude de près de 103 km. L’Ansari X Prize est formellement remporté le 4 octobre suivant, avec un second vol réussi en moins de deux semaines.
  • 5 septembre 2008 : La sonde Rosetta survole l'astéroide 2867 Steins et transmet des images.
  • 27 septembre 2008 : première EVA réalisée par un chinois, Zhai Zhigang pendant la mission Shenzhou 7.La Chine devient le troisième pays à réalise une EVA de manière indépendante.
  • 12 septembre 2015 : les cosmonautes Padalka, Aimbetov et Mogensen reviennent sur Terre de l'ISS. Padalka détient le nouveau record de durée cumulée de séjour dans l’espace : 879 jours.

 

Les lancements du mois d’août 2015

Mois d’août, période de congés… Il y a eu seulement cinq lancements, entre le 19 et le 28 août :

  • 19 août 2015, 11:50 UTC, Tanegashima (Y2) : lancement du  cargo HTV Kounotori de la JAXA à destination de l’ISS par une fusée H-IIB. Le cargo a une masse de 16,2 tonnes, dont 5,7 tonnes de fret. Le cargo HTV-5 s’est amarré à l’ISS le 24 août.
  • 20 août 2015, 20:34 UTC, Centre Spatial Guyanais (ELA3) : une fusée Ariane 5 ECA (mission VA225) met en orbite GTO les deux satellites de communication Eutelsat 8 West B (5782 kg) et Intelsat IS-34 (3300 kg). Ce lancement, le quatrième de l’année 2015, est le cinquantième succès d’affilée pour Ariane 5.
  • 27 août 2015, 2:31 UTC, Taiyuan (LC9) : une fusée Chang Zheng 4C  met en orbite le satellite d’observation Yaogan Weixing 27. Orbite héliosynchrone à une altitude moyenne de 1200 km, inclinaison de 100,5° (heure locale de passage : 09:30).
  • 27 août 2015, 11:22 UTC, Sriharikota SLP : une fusée GSLV (Geosynchronous Satellite Launch Vehicle) Mk II, avec un étage supérieur cryogénique, met en orbite géostationnaire le satellite de télécommunications (GSAT-6). GSAT-6  a une masse de 2117 kg.
  • 28 août 2015, 11:44 UTC, Baikonour (LC200) : le satellite de communication Inmarsat 5-F3 est mis en orbite géostationnaire par une fusée Proton-M/ Briz-M, de retour en vol après l’échec du lancement de Mexsat 1 en mai 2015. Construit par Boeing, Intelsat 5-F3 pèse 6070 kg et embarque 89 transpondeurs en bande Ka.

 

Inmsarsat - Inmarsat 5-F3 - Proton-M Baikonour - 28 août 2015 - Roscosmos

Lancement du satellite Inmarsat 5-F3 par une fusée Proton-M le 28 août 2015 depuis le cosmodrome
de Baikonour. Crédit image : Roscosmos

 

De la Terre à la carte : tout un cinéma avec les projections

Le point de vue et la perspective de la photographie du delta du Nil qui sert de fond au calendrier du mois de septembre posent une question complexe : comment passer de la Terre à la carte ? Comment réaliser les projections cartographiques. Une question qui en soulève beaucoup d’autres…

C’est l’occasion d’évoquer Gérard Mercator (1512 – 1594), alias Gerard de Kremer, considéré comme le fondateur de la géographie mathématique.

On se doute un peu que quelqu’un né à Rupelmonde, près d’Anvers, dans les dix-sept provinces, les Pays-Bas espagnols, allait s’intéresser de près à la géographie. Il est effectivement connu comme l’inventeur de la projection de Mercator, qu’il a définie en 1569.

 

Comment écraser la Terre sur une feuille de papier sans la déformer ?

On ne peut pas… Même si la terre était une sphère parfaite, on ne sait pas la découper pour en faire un surface place. Une surface qu’on peut « mettre à plat » sans l’étirer ou la déformer est une surface développable. Ce n’est pas le cas d’une sphère. Et en plus, la Terre n’est pas une sphère parfaite…

J’y reviendrai de manière plus détaillée dans un futur article mais la représentation d’une sphère sur un plan a donné du fil à retordre à des générations de mathématiciens : pour réaliser malgré tout une carte le plus fidèlement possible, on réalise une projection de la sphère terrestre sur une surface développable, qui peut ensuite s’étaler sur un plan. Le type de projection et le support dépend de l’usage qu’on veut faire de la carte. Quelles erreurs (angles, distances, surfaces) sont les moins gênantes et à quel endroit veut-on les minimiser ?

Selon la surface choisie (un cylindre, un cône ou un plan), on obtient les trois grandes familles de projections cartographiques :

  • Les projections cylindriques.
  • Les projections coniques.
  • Les projections azimutales.

 

Projection cartographiques - Projection cylindrique - Projection conique - Projection azimutale - De la Terre à la carte - Gédéon

Les trois grandes familles de projections cartographiques : les projections cylindriques, coniques
et azimutales. Crédit image : Gédéon

 

Mercator est ainsi à l’origine d’une projection cylindrique tangente à l'équateur du globe terrestre. L’axe du cylindre est l’axe des pôles. L’avantage est de ne pas déformer les angles. L'échelle Est-Ouest est partout égale à l'échelle Nord-Sud. Par contre, la distance entre les parallèles augmentant avec la latitude. La projection de Mercator augmente et déforme beaucoup les surfaces au fur et à mesure qu’on s’éloigne de l’équateur.

Les cartes marines utilisent souvent la projection de Mercator : elle conserve les angles, ce qui facilite le travail des marins qui relèvent les angles avec un compas.

La projection Transverse universelle de Mercator (en anglais Universal Transverse Mercator ou UTM) est une autre projection cylindrique : l’axe du cylindre est perpendiculaire à l’axe des pôles.

 

Gerardus Mercator - Projection de Mercator - Projection transverse universelle de Mercator - UTM

La projection de Mercator et la projection transverse universelle de Mercator.
Crédit image : Gédéon

 

Le pape de la carte

Comme Galilée, Mercator a connu "quelques difficultés" avec les autorités religieuses qui l’accusaient d’hérésie... Un cratère lunaire porte son nom. A Toulouse, l’organisme en charge de l’océanographie opérationnelle, aussi : c’est Mercator-Océan…

 

En savoir plus :

 

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29 juin 2015 1 29 /06 /juin /2015 21:01

Sentinel-2A - Première image - First image - 27 juin 2015 - ESA - Europe - Copernicus - Côte d'Azur - Italie - Alpes - Pô - Milan

Le sud de la France et le nord de l’Italie : la première image acquise par le satellite Sentinel-2A
le 27 juin 2015 à 10 :25 UTC. Crédit image : Copernicus data (2015) / ESA

 

C’est fini pour le quiz image du mois de juin… L’Agence spatiale Européenne vient de publier les premières images prises par le satellite Sentinel-2A acquises quatre jours après son lancement par la fusée Vega VV05.

Couverture nuageuse oblige, il s’agit en fait d’un extrait de la première acquisition, un "balayage" effectué depuis la Suède jusqu’à l’Algérie. Les données ont été reçues par la station de Matera en Italie puis traitées par les équipes qui les attendaient avec impatience.

L’extrait choisi comme première image couvre le Sud de la France et le Nord de l’Italie. La météo était effectivement plus favorable samedi 27 juin en fin de matinée. L'ESRIN, le centre de l'ESA spécialisé dans l'exploitation des données d'observation de la Terre, installé à Frascati près de Rome, n'est pas passé loin mais il ne figure pas sur la première image...

 

Premières images : Sentinel-2 nous en fait voir de toutes les couleurs

Les équipes de l’ESA ont publié plusieurs extraits traités différemment pour mettre en évidence les caractéristiques de l’instrument MSI  5 (Multi Spectral Imager) :

  • La haute résolution (10 mètres), avec l’exemple de la ville de Milan et ses environs
  • La fauchée, très large (290 km) : c’est la distance au sol couverte par le satellite Sentinel-2 en un seul passage. A une altitude de 786 km, cela représente un angle d’environ 21°, assez inhabituel pour ce niveau de résolution.
  • La richesse spectrale (13 bandes spectrales), illustré par les zones agricoles de la plaine du Pô et le littoral de la côte d’Azur, avec l’arrière-pays niçois.

 

Sentinel - Sentinel-2A - Première image - First image - Copernicus - ESA - Europe - GMES - Milan - Agriculture - Occupation des sols - urbain Sentinel - Sentinel-2A - Première image - First image - Copernicus - ESA - Europe - GMES - Milan - Agriculture - Occupation des sols - urbain

La région de Milan vue par le satellite Sentinel-2A. Extrait d’une Image prise le 27 juin 2015 à 10h25 UTC.
En bas, un extrait en pleine résolution montrant la finesse des détails et l’interêt de ces images
pour les cartes d’occupation des sols. Crédit image : Copernicus data (2015) / ESA

 

Depuis le lancement de Sentinel-2, les équipes de l’ESOC à Darmstadt ont effectué la vérification de tous les équipements du satellite. Même s’ils ont eu à gérer les petits problèmes habituels rencontrés pendant la phase LEOP (Launch and Early Operation Phase). Après quelques soucis mineurs (valve, viseur d’étoile et récepteur GPS), tout est désormais en ordre de marche et le satellite semble en pleine forme.

L’acquisition des premières images en est la meilleure preuve : « la qualité des premières images dépasse nos attentes » a déclaré un des responsables de l’ESA.

La phase de recette en vol, prévue pour une durée de 3 mois, va donc pouvoir commencer. Ce travail comprend en particulier la calibration et la validation complètes de l’instrument multispectral MSI.

 

Sentinel - Sentinel-2 - Première image - First images - Copernicus - Nice - Côte d'Azur - Fausse couleur - ESA - Europe - 27 juin 2015

Nice et son aéroport, Villefranche-sur-Mer et l’arière-pays niçois. Représentation en fausse couleurs
d’une combinaison de canaux. Ici, la bande proche-infrarouge à haute résolution, servant à
caractériser l’activité chlorophyllienne, est représentée en rouge.  Extrait d’une Image prise le
27 juin 2015 à 10h25 UTC. Crédit image : Copernicus data (2015) / ESA.

 

Gros Calibre : Sentinel prend le large

Si vous regardez avec attention la première image de cet article, vous noterez les bandes verticales : l’instrument MSI est constitué d’un assemblage de 12 ensembles de détecteurs juxtaposés pour couvrir l’ensemble du champ.

Les bandes sont créées par des différences de sensibilité sur les détecteurs.

Un exemple typique de travail de calibration consiste à régler parfaitement le gain de chaque chaîne de détection pour obtenir une homogénéité parfaire sur l’ensemble du champ.

La première image a été acquise avec des réglages « par défaut ». Après calibration, des paramètres plus adaptés seront définis. On devrait bientôt voir de nouvelles images dans lesquelles les bandes auront totalement disparu…

 

La principale richesse de Sentinel-2 : sa fauchée…

Les opérations de calibration et de validation portent sur toutes les principales caractéristiques de l’instrument. Les équipes du CNES à Toulouse jouent un rôle important : la qualité image, en particulier pour les instruments optiques, est un de leurs domaines d’excellence.

La caractéristique la plus spectaculaire de Sentinel-2 est sa fauchée : la largeur de la surface terrestre que le satellite couvre à chaque passage. Elle atteint 290 kilomètres !

MERIS (1150 km) et MODIS (2330 km) couvrent un champ plus large mais avec une résolution de quelques centaines de mètres. Dans la même catégorie que Sentinel-2, seule la famille de satellites DMC fait « plus large » (340 km) mais avec une résolution de 22 mètres au nadir.

Pour fixer les idées, voici une illustration comparant les fauchées de quelques satellites. Le côté des carrés correspond à la fauchée. Le fond d’image, couvrant le sud de la France et le nord de l’Italie, provient de Google Earth.

 

Sentinel-2 - Fauchée et résolution - Première image - Comparaison Landsat Spot Pleiades - ESA - CNES - NASA - Première image

Résolution et fauchée : Sentinel-2 comparé à d’autres satellites d’observation de la Terre.
Infographie : Gédéon

 

Le nombre de bandes spectrales est également un atout important de Sentinel-2. Même s’il ne dispose pas de canaux dans l’infrarouge thermique (TIR), il ressemble beaucoup à Landsat 8, qui est aujourd’hui la référence dans le domaine des instruments multi-spectraux à haute résolution.

Par exemple, comme Landsat 8, il dispose de deux bandes dans la partie bleue du spectre visible pour mieux étudier les eaux côtières.

J'ai préparé un petit tableau pour comparer les bandes spectrales de quelques satellites à celles de Sentinel-2. Ce n'est pas très lisible (cliquez sur l'image pour la voir en grande taille) mais cela permet de se rendre compte qu'il y a quelques "incontournables" : des bandes spectrales essentielles pour les applications de l'observation de la Terre. Les lignes pointillés marquent des sauts sur l'axe des longueurs d'onde. Pour être complet, il faudrait superposer un diagramme montrant la transparence de l'atmosphère selon la longueur d'onde observée. J'y reviendrai...

 

Sentinel 2 - Sentinel-2 - Bandes spectrales - Spectral bands - Red edge - Comparaison satellites - multispectral - ESA - CNES - NASA - USGS

Les bandes spectrales de Sentinel-2 comparées à quelques satellites d’observation. Le plus ressemblant ? Landsat 8… Infographie : Gédéon

 

C’est vert : Sentinel voit rouge !

L’instrument MSI de Sentinel-2 réalise une première : c’est la première mission d’observation de la Terre à avoir trois bandes dans la partie du spectre dite « red edge »,  dans la région proche infra-rouge correspondant à zone de changement rapide de la réflectance de la chlorophylle : la végétation absorbe fortement dans la partie visible du spectre et réfléchit fortement au-delà de 0,7 µm.

Ces trois bandes spectrales de Sentinel-2 permettront de mieux caractériser le déplacement du « bord rouge » et donc la modification de la concentration en chlorophylle de la végétation, en fonction du stade de développement ou du stress hydrique de la plante.

 

Première image, Sentinel 2 et François 1er

 

Sentinel-2 - Sentinel - Sentinel-2A - First image - Première image - Po Valley - Pavia - Pavie - Plaine du Pô - ESA - Copernicus - Europe - Agriculture - Chlorophylle

Au sud de Milan, la ville de Pavie, au niveau du confluent du Ticino avec le Pô. Représentation en
fausse couleurs d’une combinaison de canaux. Ici, la bande proche-infrarouge à haute résolution,
servant à caractériser l’activité chlorophyllienne, est représentée en rouge. 
Extrait d’une Image prise le 27 juin 2015 à 10h25 UTC. Crédit image : Copernicus data (2015) / ESA.

 

Il est également intéressant de comparer la résolution de Sentinel-2 à quelques satellites à très haute résolution. Ceux-ci offrent des résolutions aujourd’hui très inférieures au mètre en mode panchromatique mais leurs images multi-spectrales ont en général une résolution quatre fois inférieure.

En comparant les chiffres, on s’aperçoit que Sentinel-2 fait aujourd’hui aussi bien que SPOT 5 en 2002 et presqu’aussi bien que les satellites SPOT 6 et SPOT 7 (pour les bandes multi-spectrales) qui visent un créneau d’application différent.

Pour la partie visible et proche infrarouge, Sentinel-2 n’aura pas à rougir de la comparaison avec Landsat-8. Lorsque les deux Sentinel-2 (Sentinel-2A et Sentinel-2B) seront en orbite, ils offriront une revisite de 5 jours à l’équateur (3 jours à nos latitudes) : c’est beaucoup mieux qu’un seul Landsat opérationnel (c’est le cas depuis l’avarie de Landsat-7) qui passe seulement tous les 16 jours au-dessus de la même région. On peut s’attendre à ce que les utilisateurs de Landsat-8 jettent un œil très intéressé sur les données acquises par Sentinel-2.

Le tableau suivant compare les missions Sentinel-2 et Landsat 8 :

 

Sentinel 2 - Landsat 8 - Sentinel-2 - Satellites d'observation - Comparaison des missions - ESA - NASA - USGS - Commission européenne - Fauchée - Revisite

Comparaison des missions Sentinel-2 et Landsat 8. Infographie : Gédéon

 

Miroir, mon beau miroir, dis-moi qui est la plus belle ?

L’analogie avec la photographie permet de se faire une idée des prouesses que les équipes toulousaines d’Airbus Defence and Space ont dû réaliser.

La focale d’un téléobjectif impressionne toujours les amateurs et la course à la très haute résolution est souvent perçue comme le seul enjeu de l’observation de la Terre.

Même s’il ne couvre un champ que d’environ 21°, l’instrument MSI de Sentinel-2 serait plutôt un objectif grand angle. Dans ce cas, la performance consiste à offrir la même qualité image, sans aberrations chromatiques et géométriques, sur l’ensemble du champ d’observation. Ce n’est qu’une analogie grossière mais cela fixe les idées…

 

Sois poli !

L’instrument en carbure de silicium (SIC) de Sentinel 2 offre à la fois une fauchée exceptionnelle, une résolution élevée et un nombre élevé de bandes. Les équipes d’Airbus Defence and Space à Toulouse qui l’ont conçu ont réalisé des prouesses avec leurs partenaires industriels (e2v, Sofradir, Boostec, Jena Optronik, Sener) pour assurer une telle qualité image sur une ouverture aussi large :

  • architecture du télécope (de type TMA pour Three-Miror Anastigmat),
  • qualité du polissage et état de surface des trois miroirs,
  • détecteurs CMOS et Mercure-Cadmium-Tellure (HgCdTe)
  • filtres pour les bandes infrarouges, etc.

En sortie des trois miroirs, il y a deux plans focaux : un premier pour les dix bandes visibles et proche infra-rouge (VNIR pour Visible and Near InfraRed) et un second pour les trois bandes dans l’infrarouge courte longueur d’onde (SWIR pour Short Wavelength Infrared).

En moyenne, Sentinel-2 observera les terres émergées et les zones côtières environ 17 minutes par orbite (32 minutes au maximum). Une belle machine à produire des pixels : 29000 par ligne d'image pour couvrir les 290 km de fauchées dans une bonne partie des 13 bandes...

 

En savoir plus :

 

 

 

 

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24 juin 2015 3 24 /06 /juin /2015 08:34

Sentinel-2 Lancement - Vega - VV05 - CSG - Décollage fusée - Kourou - Arianespace - ESA - Sentinel - Copernicus - Commission Européenne

23 juin 2015 : décollage de la mission Vega VV05.
Dans la coiffe, le satellite Sentinel-2A, un élément clé du programme
Européen Copernicus. Crédit image : ESA

 

22 juin, 22:51:58 heure de Guyane soit 3:51:58 le 23 juin à Paris et Toulouse

Il fallait veiller tard ou se lever tôt pour assister à la relève de la garde.

Ce n’est pas la garde de nuit qui partait vers le nord mais le deuxième satellite de la famille Sentinel : Sentinel-2A est le deuxième satellite à être lancé par Arianespace au titre du programme Copernicus de la Commission Européenne, dans le cadre d’un contrat signé avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA).

Et ce n’est pas une relève de la garde mais plutôt un renforcement : le nouveau satellite optique (1140 kg au lancement dont 123 kg de carburant) rejoint son aîné Sentinel-1A, le satellite radar lancé le 3 avril 2014. Sentinel-2A va compléter la panoplie des moyens d’observation de la Terre que l’Europe met en place.

 

Vega - VV05 - CSG - Portique mobile - Mobile gantry - Kourou - Arianespace - ESA - Sentinel - Copernicus - Commission Européenne

Avant le lancement, la fusée Vega VV05 protégée par son portique mobile.
Crédit image : ESA / Arianespace

 

La fusée s’est élevée dans la ZLV

Comme pour la plupart des satellites d’observation, l’heure de lancement doit être très précise : il n’y a pas de marge pour mettre en orbite un satellite héliosynchrone…

Encore une nouvelle démonstration de fiabilité et de ponctualité des équipes d’Arianespace avec une mission Vega VV05 parfaitement réussie, suivant exactement le profil de mission prévu, après avoir décollé de la zone de lancement Vega (ZLV).

 

Vega VV05 - Lancement Sentinel - Sentinel-2A - Arianespace - Copernicus - ESA - CSG - Kourou

Profil de la mission Vega VV05 pour la mise en orbite du satellite Sentinel-2A.
Extrait du kit d’information lancement publié par Arianespace

 

Après le satellite KazEOsat en avril 2014 et l’avion spatial IXV en février 2015, le lancement de la cinquième fusée Vega est aussi son cinquième succès.

Il s’agit d’une mission de beaucoup plus courte durée que celle du mois de février : cela permet d’aller se recoucher avant l’heure des croissants mais après une coupe de Champagne (ou plutôt de Prosecco dans le cas de Vega…)

 

Le succès d’une famille de trois lanceurs à Kourou : Rhum, Vodka ou Grappa ?

Le premier étage se sépare après seulement 1 minute et 52 secondes de poussée. La coiffe est éjectée après 3 minutes et 54 secondes, 17 secondes après la fin de propulsion du second étage. Le troisième étage prend le relais pendant les 3 minutes suivantes puis c’est au tour de l’étage supérieur AVUM de terminer la mise en orbite de Sentinel-2A. Le satellite s’est séparé du quatrième étage au bout de 54 minutes et 43 secondes. Il est alors à une altitude de 794 km.

Les panneaux solaires ont été immédiatement déployés. La réception des premières télémesures (AOS, Acquisition of Signal) par la station sol de l’ESA de Perth (Australie) a permis de vérifier que le satellite répondait aux commandes envoyées du sol : les équipes du centre des opérations de l’ESA ont ensuite commencé la mise sous tension des différents équipements de Sentinel-2A.

Cette étape marque le démarrage des opérations LEOP (Launch en Early Orbit Phase) qui va durer environ 3 jours. Une première manœuvre orbitale, utilisant le système de propulsion de Sentinel-2A, prévue 51 heures après le lancement, contribuera à placer le satellite sur son orbite définitive, à 786 km d’altitude.

La phase de LEOP sera suivie des opérations de calibration et de vérification approfondie du satellite et de ses instruments. Ce travail, préalable à l’exploitation opérationnelle de Sentinel-2A, mobilise une équipe importante pendant environ 3 mois.

Si tout va bien on devrait très vite avoir les premières images

 

ESA - ESO - Sentinel-2A - Copernicus - LEOP - Opération - Darmstadt - Agence spatiale européenne - équipe - métiers du spatial

A l’ESOC, la veille du lancement, photo souvenir des équipes de l’Agence Spatiale Eurupéenne chargées des opérations Sentinel-2. Crédit image : ESA.

 

Sentinel : vers le nord

A noter, un lancement vers le nord pour un satellite en orbite polaire. Ce n’est pas le plus fréquent au Centre spatial Guyanais : la proximité de l’équateur et la rotation de la Terre apportent un gain de vitesse appréciable pour les gros satellites de télécommunication qui lancés vers l’est pour être mis en orbite équatoriale. Néanmoins, la configuration du CSG offre une grandes possibilité d'azimuths de lancements avec environ 105° d’ouverture, plus d'un quart d'horizon entre l'équateur et les latitudes nord.

 

GMES OF THRNES : garde de jour, garde de nuit…

Les satellites du type Sentinel-2 apportent la couleur en résolution relativement élevée (20 mètres) avec un nombre important de bandes spectrales. Le radar de Sentinel-1 offre la vision tout temps, à travers les nuages et jour et nuit.

 

Sentinelle ou ange gardien ?

Je reviendrai dans un prochain article sur les caractéristiques et les utilisations du satellite Sentinel-2A. Développé et construit sous maîtrise d’oeuvre d’Airbus Defence and Space, ce satellite optique d’observation de la Terre est destiné à la surveillance des terres émergées et zones côtières à l’échelle planétaire.

Il emporte un instrument optique multi-spectral à haute résolution et à large fauchée. Quand on parle d’observation de la Terre, on met souvent en avant la très haute résolution (comme pour le satellite Pléiades).

L’instrument de Sentinel-2A a été conçu pour assurer une grande revisite (10 jours à l’équateur, 5 jours quand les deux satellites fonctionnement en tandem). Son frère jumeau, Sentinel-2B, devrait être lancé mi 2016.

 

Sentinel-2 - Satellite d'observation - Copernicus - Sentinel - Sentinelle - Airbus Defence and Space - ESA - Europe - European Union

Vue d'artiste du satellite Sentinel-2 en orbite. Crédit image: Airbus Defence and Space

 

Copernicus

Avec Copernicus, comme avec Galileo, la Commission Européenne confirme son rôle d’acteur majeur de la politique spatiale. Le programme Copernicus (anciennement GMES pour Global Monitoring for Environment and Security) vise à doter l’Europe d’un accès continu, indépendant et fiable aux données et informations résultant de l’observation de la Terre, afin de mieux contrôler et protéger notre environnement, de mieux comprendre les phénomènes liés au changement climatique et d’améliorer la sécurité des citoyens européens.

Au total, la constellation Copernicus représentera à terme un ensemble de 20 satellites : 14 exemplaires de satellites Sentinel autonomes et deux charges utiles hébergées (hosted payloads) sur six satellites météorologiques

 

GMES, Copernicus, Sentinel : pourquoi ces noms ?

Copernicus s’est longtemps appelé GMES, pour Global Monitoring for Environment and Security ou Système de surveillance globale pour l’environnement et la sécurité en français.

Pourquoi changer de nom ? Les sigles ne plaisent pas aux communicants. Pourtant GMES, dont les premiers concepts remontent au Manifeste de Baveno publié le 19 mai 1998, annonçait clairement la couleur (avant Sentinel-2…)

Au moins deux défauts : d’abord, l’ambiguïté du terme sécurité… De quoi parlait-on ? Quel périmètre ? Est-ce que l’Europe remettait en cause les prérogatives des états membres ?

Ensuite, le manque de notoriété... Un exemple ? Quand on recherche « GMES » sur Google ou Bing, les deux moteurs de recherche persistent à considérer qu’il y a une faute de frappe : ils proposent « GAMES » voir « Games of Thrones ».

 

Le go pour le logo

Bref, à la mode de Galileo, on a imaginé donner à GMES un nom de grand scientifique européen… Le choix a été officialisé en septembre 2008 à Lille à l’occasion du forum GMES organisé pendant la présidence française de l’Union Européenne.

 

K ou C : c'est le cas

Une petite kuriosité : avant de s’appeler Copernicus, GMES est devenu pendant quelques mois Kopernikus avec deux « k ». Cela n’a pas duré et Copernicus a repris les deux "C". Copernic a développé la théorie de l’héliocentrisme. Son nom peut donc surprendre pour une constellation de satellites qui tournent autour de la Terre ! En tout cas, cela rassure sur le fait que ça tourne rond (plutôt que tourner en rond).

 

Sentinelles, anges gardiens ou veilleurs ?

Et le nom des satellites ? Souvent orthographiée « Sentinelle » en français, la famille de satellite européens a été baptisée « Sentinel ».

Je pense que c’est José Achache, ancien secrétaire général du GEO (Group for Earth observation) et à l’époque directeur de l’observation de la Terre à l’Agence Spatiale Européenne, qui a inspiré ce nom : en 2003, il publie « Les sentinelles de la Terre ».

Les noms « veilleur » ou « ange gardien » auraient pu faire l’affaire. L’avantage du mot « Sentinel », à l’orthographe près, est son caractère international.

L’anglicisme « monitoring », présent dans le nom initial GMES, est également intéressant : en médecine, le monitoring désigne la surveillance de patients à l’aide d’appareils (« moniteurs ») fonctionnant de manière automatique. A l’approche de la conférence COP 21 en novembre à Paris, on ne doute plus que la Terre et son climat sont malades. Alors, des veilleurs au chevet de la Terre ?

Le nom complet « Sentinelles de la Terre » correspond donc bien à la mission de Copernicus. Le terme « Sentinel » seul peut avoir une connotation de surveillance, qui a parfois été exploitée par les opposants aux initiatives européennes.

 

EU - Copernicus - GMES - Sentinel - ESA - Satellites espions - Spy satellites - Agence Spatiale Européenne - Daily Telegraph

“EU to build network of spy satellites” :
un article sur GMES / Copernicus paru en novembre 2005 dans le Daily Telegraph.

 

Gouvernance et politique de données

Transparaît ici la question complexe de l’organisation et de la gouvernance de Copernicus : faut-il développer des satellites dédiés ou s’appuyer sur les capacités nationales existantes. En pratique, la Commission européenne fait les deux : à côté des missions Sentinel, les « Copernicus Contributing Missions » (comme Pleiades, TerraSAR-X, Cosmo-Skymed, Spot 6/7, Deimos) continueront à jouer un rôle important, par exemple pour la gestion de crises, demandant surtout des images à très haute résolution.

Néanmoins, le choix d’une politique de données « libre et gratuite » (free and open access) peut présenter un risque pour les opérateurs de satellites commerciaux avec une résolution intermédiaire (quelques mètres) et pour les opérateurs de service à valeur ajoutée européens qui pourraient être concurrencés par des acteurs non européens profitant de la politique de données Copernicus et de l’investissement public européen.

En fait, la question cruciale reste le développement quantitatif des usages des satellites d’observation. La tarification et la politique de données sont deux facteurs mais ce ne sont certainement pas les seuls.

L’effort de diffusion de la culture spatiale, en dehors du cercle des spécialistes, reste un enjeu majeur. Pour les missions Sentinel, cela concerne d’abord les grands acteurs institutionnels en charge des politiques publiques (environnement, agriculture, urbanisme, forêts, surveillance maritime, etc.)

 

En savoir plus :

 

 

 

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7 janvier 2015 3 07 /01 /janvier /2015 17:11

 

Arianespace - Résultats 2014 - Bilan - Lancements - Masse satellisée - Record - Une bonne année

Les chiffres clés d’une bonne année 2014 pour Arianespace.

Infographie réalisée à partir de données Arianespace.

Crédit image : ESA – CNES – Arianespace / Optique Vidéo du CSG – JM Guillon

 

Comme chaque année, Arianespace fait le bilan de son activité en Guyane Française. Depuis deux ans, on parle beaucoup de l’arrivée de Space X sur le marché de l’accès à l’espace mais, pour les européens, il est rassurant de constater qu’Arianespace conserve toujours sa place de leader, malgré une concurrence de plus en plus rude.

 

2014 : un très bon cru, meilleur que 2012

Six chiffres donnent quelques points de repères :

  • 11 : onze lancements depuis le Centre Spatial Guyanais : six Ariane 5, quatre Soyuz et une fusée Vega, le troisième lancement réussi depuis le vol inaugural du nouveau petit lanceur européen en 2012.
  • 23 : vingt-trois satellites lancés en 2014 (18 satellite de télécommunications dont 10 géostationnaires, 2 satellites Galileo, 2 satellites d’observation et un cargo ATV)
  • 63 : une série ininterrompue de soixante-trois lancements Ariane 5 réussis en 12 ans.
  • 77,1 : en tonnes, le nouveau record absolu de masse totale satellisée en une année.
  • 502 : le nombre total de satellites lancés depuis la création d’Arianespace.
  • 1,367 : en milliards d’euros, le chiffre d’affaire prévisionnel d’Arianespace en 2014.

CSG - Liftoff - Soyuz - VS10

La mission Soyuz VS10 : le dernier lancement de l’année 2014 au CSG.
Crédit image : ESA – CNES – Arianespace / Optique Vidéo du CSG – JM Guillon

 

C’est dans un communiqué de presse daté du 6 janvier 2015 que la société Arianespace a dressé un bilan d’une année 2014 très réussie et présenté des perspectives très positives pour 2015 et les années suivantes. J’ai mis à jour le tableau historique déjà publié en 2012 et 2013. Voici la nouvelle version :

 

Arianespace - Bilan et résulats 2014 - Launch log - History - Launch record - 1979 - 2014 - statistiques de lancement

Le bilan annuel des lancements Ariane, Soyuz et Vega effectués par Arianespace en Guyane
et l’évolution depuis le lancement de la première fusée Ariane en décembre 1979.
Infographie réalisée à partir de données Arianespace

 

Parmi les records de l’année, on peut également mentionner la charge utile record de la mission Ariane 5 VA 219 le 29 juillet 2014 : 20300 kg. C’était l’ATV-5, George Lemaître, le cinquième et dernier exemplaire des cargos ATV (Automatic Transfer Vehicle), actuellement amarré à la Station Spatiale Internationale et qui devrait rentrer dans l’atmosphère en février 2015. Il a fait l’objet d’un quiz sur le blog Un autre regard sur la Terre.

Une seule ombre au tableau : la mission Soyuz VS09 en juillet 2014 et l’anomalie d’injection en orbite de deux satellites Galileo. Le défaut de conception identifié sur l’étage Fregat par la commission d’enquête indépendante a été corrigé, permettant un retour en vol réussi de Soyuz au Centre Spatial Guyanais (CSG) le 18 décembre 2014, avec 4 nouveaux satellites O3B pour l’opérateur O3b Networks.

 

Accélération

En 2013, il n’y avait eu que 7 lancements en Guyane. La mise en orbite de la sonde Gaia avait terminé une année « dans la moyenne » qui avait connu plusieurs reports de lancements liés à des retards sur les satellites. 2014 dépasse même l’année 2012 (10 lancements).

Même si le calendrier de lancements de 2014 a bénéficié des reports de l’année 2013, il faut saluer la performance de toutes les équipes d’Arianespace qui ont eu à gérer un planning serré et difficile avec de nouveaux aléas : on peut s’en faire une idée en remarquant que des vols ont été inversés à deux reprises : VA217 (26 février 2014) avant VA 216 (22 mars 2014) et VA219 (29/07/2014) avant VA218 (11 septembre 2014), à nouveau pour des problèmes liés à des retards sur les satellites.

On retrouve presque les niveaux les plus élevés des années 1998, 2000 et 2002 durant lesquelles 12 lancements avaient été réussis depuis le Centre Spatial Guyanais. Une différence notable entre Ariane 5 et Ariane 4 : à l’exception des missions ATV et de quelques très gros satellites comme Alphasat, les lancements Ariane 5 sont presque systématiquement des lancements doubles alors que les fusées Ariane 4 emportaient souvent un seul satellite. Compte tenu de cette différence importante, Ariane 4 reste à ce jour la fusée européenne qui a le record du nombre de lancements réussis sur un an pour un type de fusée : 11 fusées Ariane 4 lancées avec succès en 1995 et 1997.

 

Arianespace - Bilan et résulats 2014 - Ariane 5 - Launch log - Lauch record - Historique Ariane 5

Le bilan annuel des lancements de la famille Ariane en Guyane et l’évolution depuis le
lancement de la première fusée Ariane en décembre 1979.
Infographie Gédéon à partir de données Arianespace.

 

Notons aussi que les records de lancements Ariane 5 en une année (7 lancements réussis en 2009 et 2012) n’ont toujours pas été égalés.

L’excellent résultat de l’année 2014 pour Arianespace prouve également la validité de la stratégie de gamme avec les trois lanceurs Ariane (6 vols en 2014), Soyuz (4 dont une anomalie d’injection) et Vega (1 vol en 2014).

 

Pas de IXV en XIV : sortie reportée pour le démonstrateur de rentrée

Il y aurait pu avoir un second vol Vega en 2014 : le vol Vega VV04 devait normalement emporter le démonstrateur de rentrée atmosphérique IXV (Intermediate Experimental Vehicle). Initialement prévu le 18 novembre 2014, le lancement du démonstrateur IXV été reporté à la demande de la sous-direction Protection, Sauvegarde et Environnement du CNES.

La sous-direction responsable de la protection et la sécurité des personnes et des biens au CSG a demandé une analyse de sécurité complémentaire en raison de la trajectoire inhabituelle du lanceur, vers l’est, alors que les missions Vega sont plutôt lancées vers le nord (pour des satellites en orbite polaire). Cette décision de « dernière minute », pendant la campagne de lancement et quelques semaines avant la conférence ministérielle de l’ESA, le 2 décembre 2014, avec des décisions budgétaires importantes, a entraîné une polémique : l’Agence Spatiale Européenne a créé une commission d’enquête pour vérifier le bien-fondé de ce report. Les conclusions sont attendues en février 2015.

Une nouvelle date de lancement est désormais fixée : ce sera le 11 février 2015, le premier lancement de l’année 2015 pour Arianespace.

VV04 - Lancement IXV - Descente sous parachute - Vue artist

Vue d’artiste de la descente sous
parachute du véhicule de rentrée IXV.
Crédit image : ESA

 

Vega - Lancement VV03 - KazEOsat

Le lancement de la fusée Vega le 29 avril 2014. Elle emporte le satellite d’observation KazEOsat.
Crédit image : ESA

 

2015 : une nouvelle année sous de bons auspices

En 2015, malgré une concurrence de plus en plus agressive sur le marché des lancements, Arianespace a plusieurs atouts pour maintenir sa position de champion.

Le carnet de commande est bien rempli (4,1 milliards d’euros) avec 29 clients, assurant trois années d’activité : 22 lancements d’Ariane 5 avec 39, 6 lancements de Soyuz et 9 lancements de Vega.

En 2014, Arianespace a signé 14 nouveaux contrats de lancement, dont 50% du marché commercial (9 contrats gagnés sur 18 ouverts sur le marché commercial des satellites géostationnaires). SpaceX est devenu en quelques années l’autre acteur de référence sur ce marché.

En détail, les nouvelles commandes d’Arianespace correspondent à :

  • 9 satellites géostationnaires et 2 contrats de lancement pour la constellation Galileo sur Ariane 5 ECA et ES.
  • 2 contrats de lancement gagnés avec le satellite européen Copernicus Sentinel-1B et à nouveau la constellation O3b F3 sur Soyuz.
  • 1 contrat de lancement gagné avec OPTSAT 3000 en lancement double avec Venμs, satellites d’observation de la Terre, sur Vega.

Pour tenir ses engagements jusqu’en 2019, Arianespace assure l’approvisionnement de toute sa gamme de lanceurs avec 58 fusées en cours de commande (32 Ariane 5, 13 Soyuz, 13 Vega).

Des évolutions des lanceurs et des moyens de lancement doivent également être achevées en 2015 :

  • Une adaptation d’Ariane 5 ECA, avec une augmentation du volume disponible sous coiffe sans perte de performance, pour répondre à l’accroissement de la taille des satellites de télécommunications géostationnaires
  • Un Nouveau Bâtiment de Remplissage (NBR) pour les opérations de remplissage en ergols de l’étage supérieur de Soyuz, le Fregat. Il permettra de mieux enchainer les campagnes de lancement Ariane, Vega et Soyuz.

Ariane continue à dérouler son fil…

Pour le plus long terme, des décisions très récentes prises au cours de la conférence ministérielle de l’ESA de Luxembourg le 2 décembre dernier ont confirmé l’investissement des Etats Membres de l’Agence Spatiale Européenne sur les nouvelles générations de lanceurs Ariane 6 et Vega C.

Après une longue période de maturation et plusieurs solutions proposées, la configuration d’Ariane 6 est enfin choisie, avec les versions 62 et 64 autour d’un étage principal cryotechnique. Nous aurons l’occasion d’en reparler : le premier vol est prévu en 2020…

D’ici là, pour 2015, Arianespace se fixe pour objectif d’égaler le record de 11 lancements réalisés en 2014 avec 6 à 7 Ariane 5, 2 Soyuz et 3 Vega.

A côté du démonstrateur IXV, les clients institutionnels européens occuperont une place très importante : lancement de Sentinel-2A (sur Vega) et de satellites la constellation Galileo, mission scientifique Lisa Pathfinder pour l’ESA, lancement du satellite météorologique MSG-4 pour Eumetsat et lancement du satellite de télécommunications militaires Sicral 2 pour les ministères de la défense français et italien.

 

Année faste au niveau mondial pour les lancements en 2014

Au niveau international, à titre de comparaison, Jonathan McDowell, dans sa toujours très intéressante et très bien informée newsletter « Jonathan's Space Report » (n° 707), donne le bilan des 92 tentatives de lancements (vols orbitaux) au niveau mondial pour 2014 :

  • Russie : 36 (8 Proton, 2 Dnepr, 22 Soyuz, 2 Rokot, 1 Strela, 1 Angara ).
  • USA : 24 (9 Atlas 5, 1 Delta 2, 4 Delta 4, 6 Falcon 9, 3 Antares, 1 Zenit-3SL).
  • Chine : 16 (1 Kuaizhou, 9 SBA CZ-2D/4B/4C, 6 CALT CZ-2C/3A/3C).
  • Europe : 7 (6 Ariane 5, 1 Vega).
  • Japon : 4 (4 H2A).
  • Inde : 4 (3 PSLV, 1 GSLV).
  • Israël : 1 (1 Shaviyt).

Les échecs d’Antares et de Proton sont inclus dans cette liste. Selon sa convention, Jonathan classe toutes les fusées Soyuz dans la catégorie « Russie » et Sea Launch est comptabilisé comme « USA » même si les moteurs proviennent de Russie et d’Ukraine.

 

En savoir plus :

 

 

 

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25 septembre 2014 4 25 /09 /septembre /2014 23:50

Meteosat 10 - équinoxe Automne 23-09-2014 - 06h00 Le jour se lève : c’est l’automne. La terre vue par le satellite européen Météosat 10
le 23 septembre 2014 à
2h29 UTC. Crédit image Eumetsat.
 

 

Equinoxe

J’ai failli rater l’équinoxe d’automne ! Vous aussi, vous n’avez pas vu passer l’été ? C’est dommage, il s’est terminé avant-hier et il est vrai que la météo a été plutôt capricieuse en France.  

Le 23 septembre 2014, très exactement à 2h29 UTC, c’était donc l’équinoxe d’automne, un des deux moments de l’année ou la durée du jour et celle de la nuit sont égales.

Si vous vous intéressez aux saisons, je vous renvoie aux articles déjà publiés sur ce sujet sur le blog Un autre regard sur la Terre. Vous verrez en particulier comment les satellites météorologiques mettent en évidence l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre, au moment des deux solstices d’hiver et d’été, et aident à comprendre le phénomène des saisons.

 

Pizza spatiale - Quatre saisons - Equinoxes et solstices

Les quatre saisons : Ici Vivaldi n’y est pour rien... Ce sont des images de Meteosat 10 acquises
dans le spectre visible qui mettent en évidence l’alternance des saisons au cours de l’année.
Pour 2014, équinoxe de printemps le mars, solstice d’été le juin, équinoxe d’automne le 23 septembre
et solstice d’hiver le 21 décembre. Crédit image : Eumetsat.

 

Plusieurs fois par jour ou deux fois par an : les satellites s’éclipsent

Aujourd’hui, on ne va pas parler de satellites d’observation de la Terre. A relativement basse altitude, entre 400 km (pour l’ISS) et 800 km (pour Spot 5), leur période de rotation est de l’ordre de 90 à 100 minutes. Ils passent ainsi plusieurs fois par jour dans l’ombre de la Terre, période pendant laquelle les panneaux solaires ne sont pas éclairés : c’est la batterie de bord qui fournit alors l’électricité.

 

En orbite géostationnaires, deux périodes d’éclipse par an

Qu’en est-il pour les satellites géostationnaires, ceux utilisés pour la météorologie qui fournissent les images illustrant cet article ou les gros satellites de télécommunications qui nous retransmettaient en juillet les images de la coupe du monde de football au Brésil ou les jeux olympiques de Sotchi cet hiver ?

Se poser la question est une bonne occasion de faire un peu de géométrie dans l’espace.

A priori, on pourrait penser que, tournant à la même vitesse relative que la Terre, les satellites géostationnaires suivent la même alternance des jours et des nuits qu’un habitant de notre planète. Effectivement, s’il y avait un passager à bord d’un satellite géostationnaire, il verrait la surface de la Terre s’éclairer puis s’assombrir au fil des levers et des couchers du soleil. Les instruments d’observation des satellites météorologiques sont les témoins de la nuit… chaque jour. C’est pour cette raison que ces satellites embarquent des instruments fonctionnant dans l’infrarouge thermique pour pouvoir suivre l’évolution de la couverture nuageuse 24 heures sur 24.

 

Eumetsat - 23 septembre 2014 - Une journée en automne

  Série d’images de la Terre prises dans le spectre visible par le satellite Meteosat 10
le 23 septembre 2014 entre 6h00 et 18h00 UTC. Crédit image : Eumetsat

 

Par contre, saviez-vous que les grands panneaux solaires des satellites géostationnaires ne sont presque jamais dans l’ombre de la Terre ?

Magique ? Non, les générateurs solaires sont montés sur des mécanismes de rotation (SADM pour Solar Array Driving Mechanism en anglais) et orientent toujours leur surface sensible dans la direction du soleil.

Pourquoi ne sont-ils presque jamais dans le cône d’ombre de la Terre ? C’est grâce à l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre par rapport au plan de l’orbite de la Terre autour du soleil.

Presque jamais ? Si deux fois par an, justement autour de la période des équinoxes.

 

23,5° le matin, le soir aussi…

En dehors des périodes d’équinoxes, les satellites en orbite géostationnaire sont toujours exposés à la lumière du soleil.

C’est l’inclinaison de l’axe de rotation de la Terre, 23,5° par rapport au plan de l’écliptique, qui leur permet de ne jamais passer dans le cône d’ombre de la Terre, comme l’illustre le schéma suivant montant le point de vue d’un observateur regardant le plan de l’orbite du satellite.


Solstices été et hiver - Satellites télécommunications

Orbite d’un satellite géostationnaire et direction du soleil en dehors des périodes d’équinoxe.
Le satellite n’est jamais dans le cône d’ombre de la Terre.
Crédit image : Planète Sciences Midi-Pyrénées

 

C’est un bon petit exercice de géométrie spatiale avec deux conditions : d’une part, combiner mentalement deux mouvements dans deux plans différents (celui de la Terre autour du soleil et celui du satellite autour de la Terre) et, d’autre part, se mettre à la place du satellite.  

Quelques ordres de grandeur des dimensions et des distances aident à bien comprendre :

  • Pour effectuer une révolution en 24 heures, les satellites en orbite géostationnaire ont une altitude de 35786 km par rapport à la surface de la Terre.
  • C’est un peu moins de 3 fois le diamètre de la Terre (environ 12760 km)
  • Un petit calcul de trigonométrie vous montrera qu’à cette altitude le disque terrestre est vu sous un angle d’environ 17,4°. Par exemple un satellite de télédiffusion devrait avoir une antenne ayant cette directivité pour « arroser » pratiquement un hémisphère terrestre complet. En pratique, les satellites de télécommunications sont souvent conçus pour servir des régions bien déterminées (l’Europe, le nord de l’Afrique, etc.)

L’axe de rotation de la Terre et le plan de l’orbite équatoriale sont donc inclinés de 23,5° par rapport à la direction du soleil. Au cours de la course annuelle de la Terre autour du soleil, l’axe de rotation conserve la même direction : celle de l’étoile polaire.

D’autres articles du blog Un autre Regard sur la Terre vous expliquent que cette configuration est à l’origine du phénomène des saisons.

En ce qui nous concerne aujourd’hui, il faut retenir que le soleil apparaît plus ou moins haut sur l’horizon au cours de l’année. En période d’été ou d’hiver, autour des deux solstices, à midi, il apparaît très haut dans le ciel dans un des hémisphères et très bas dans l’autre. Il y a une différence de 47° environ, qui correspond à l’écart entre les deux tropiques du Cancer et du Capricorne.

Pendant ces périodes, à presque 36000 kilomètres d’altitude, nos satellites ne voient donc jamais le soleil se coucher derrière la Terre. Leur panneaux solaires, s’ils sont correctement orientés, fournissent de l’énergie électrique en permanence.

 

Astrolabe-Globe-terrestre---Orly-ouest---Inclinais-copie-1.jpgDans le hall départ d'Orly Ouest, le célèbre Astrolabe. A Toulouse, l'Astrolabe, tout près du CNES
et d'Intespace, c'est le grand bâtiment d'intégration des satellites de télécommunication
d'Airbus Defence and Space. Crédit image: Gédéon.

 

Marche à l’ombre

C’est vrai presque tout le temps, sauf… quand on s’approche des équinoxes, à l’automne et en hiver. Pendant ces périodes, le soleil va descendre suffisamment bas pour être masqué par la Terre : les satellites sont alors dans le cône d’ombre de la Terre : on parle de période d’éclipse.

 Equinoxe - Satellites télécommunications - Batteries - é

Pendant la période d’équinoxes d’automne et de printemps, la direction du soleil et proche de
celle de l’équateur terrestre et un satellite en orbite géostationnaire traverse le cône d’ombre
de la Terre. Crédit image : Planète Sciences Midi-Pyrénées

 

Si vous avez envie de vous amuser encore un peu avec la géométrie dans l’espace, vous pouvez essayer de déterminer la durée de ces deux périodes d’éclipse centrée sur les deux équinoxes.

Les éclipses se produisent entre le 27 février et le 12 avril et entre le 1er septembre et le 16 octobre, soit deux périodes d’environ 44-45 jours.

Attention : c’est la durée pendant laquelle le soleil est masqué par la Terre, mais seulement pendant une partie de la journée.

C’est le jour de l’équinoxe que la durée de l’éclipse est maximale : le satellite doit traverser le cône d’ombre au niveau du diamètre. En considérant pour simplifier que les rayons solaires sont parallèles et que le cône d’ombre correspond au diamètre de la Terre, un petit calcul vous indiquera que la durée maximale de l’éclipse est de 70 minutes au maximum.

22 jours avant l’équinoxe, l’éclipse ne dure que quelques secondes. Sa durée augmente progressivement pour atteindre 70 minutes puis décroit dans les 22 Jours qui suivent l’équinoxe.


Equinoxe - Satellites télécommunications - durée périod

Autour de chaque équinoxe, la durée de l’éclipse varie pour atteindre un maximum d’environ
70 minutes par jour. Crédit image : Planète Sciences Midi-Pyrénées

 

AC/DC – Back in black: solo de batterie

Pendant la durée de l’éclipse, les générateurs solaires ne produisent pas d’électricité. D’accord, le mondial de football avait lieu en juillet. Mais les clients des opérateurs de satellites de télécommunication n’apprécieraient pas que leurs émissions soient interrompues au printemps ou à l’automne.

Voilà donc pourquoi les batteries sont si importantes : rechargées quand les panneaux solaires sont éclairés, elles assurent seule l’alimentation du satellite pendant la période d’éclipse.

Au sol, les équipes des opérateurs surveillent de près cette période d’éclipse : il faut être sûr que les batteries soient suffisamment chargées au moment où le satellite rentre dans la zone d’ombre. Il ne s’agit pas seulement d’alimenter la charge utile mais aussi de maintenir les équipements critiques à la bonne température. A l’ombre, il fait vite très froid dans l’espace et il faut s’assurer que les ergols ne gèlent pas ou que la température des cartes électroniques reste dans la plage de fonctionnement. Si nécessaire, on met sous tension des réchauffeurs, qui sont également alimentés par les batteries.

 

Allons, enfants de la batterie… 

On comprend mieux l’importance de la performance des batteries à bord des satellites. Il y a un effort de recherche et développement permanent pour améliorer les technologies existantes, en particulier pour augmenter leur énergie spécifique, exprimée en Wh/kg.  

Le gain de masse reste une priorité dans le spatial : chaque kilogramme en moins se traduit très vite en plusieurs dizaines de K€ dans la facture globale.  

Depuis une dizaine d’année, la technologie Li-Ion (Lithium-Ion) a été spatialisée et a remplacé progressivement les batteries Nickel Hydrogène (NiH2) avec des gains de masse très importants, plusieurs dizaines voire plusieurs centaines de kilos. Les batteries Li-ion de la société Saft fournissent par exemple une gamme de tension allant de 4V à 100V avec des capacités de 5,8 à 52 Ah niveau de la cellule, et jusqu'à 625 Ah en batterie.

 

En savoir plus :

 

 

 


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26 août 2014 2 26 /08 /août /2014 22:49

 

DigitalGlobe - Worldview-3 - Images aéroport Madrid - Premières images - First imagesUne des premières images du satellite WorldView-3 publiée par DigitalGlobe. Extrait d'une image
de l'aéroport de Madrid acquise le 21 août 2014. Crédit image: DigitalGlobe

 

Madrid en très haute résolution

C'est une ville européenne, la capitale espagnole qui est à l'honneur pour les premières images du satellite WorldView-3.

Après le lancement réussi du 13 août 2014 avec une spectaculaire séquence d'images du lancement vu par WorldView-2, un autre satellite de la société DigitalGlobe, je commençais à trouver le temps long : en général, les opérateurs de satellites d'observation de la Terre cherchent à publier très vite les premières images des nouveaux satellites, pour monter que tout va bien et donner un exemple des performances de leurs nouveaux outils.

Fin du suspense donc, le mardi 26 août 2014, avec les premières images publiées sur le blog de Digital Globe, avec quelques explications sur les vérifications effectuées sur WorldView-3 depuis le lancement.

 

Des pixels et des ailes : 30 cm de résolution et des images rééchantillonnées à 40 cm

Sans grande surprise, ce sont des images d'aéroports et d'avions qui servent à montrer la très haute résolution du nouveau satellite. Pas de doute, les applications de sécurité et de défense, avec le contrat cadre pour l'agence NGA (National Geospatial-Intelligence Agency) du gouvernement américain, sont bien la priorité de marché visé par Digital Globe.

En regardant les images de près, je me demande s'il n'y a pas encore quelques réglages à faire au niveau de la coregistration, c'est-à-dire la bonne superposition des différents plans image panchromatique et multispectraux. Il me semble, à confirmer, qu'il y a quelques halos de couleurs, par exemple au voisinage des contours de certains avions ou bâtiments. Pour les voitures en mouvement, on voit nettement le décalage des couleurs liés fonctionnement du capteur multispectral (acquisition successive des différentes couleurs).

Un détail : Le nouveau capteur à très haute résolution de WorldView-3 produit des pixels d'une taille de 31 cm au sol. Les images présentées ici sont pourtant rééchantillonnées à 40 cm.

Pour quelle raison ?

 

30 cm au sol : le pied sur Terre

Le gouvernement américain a d'autorisé en juin 2014 les fournisseurs de données satellites américains, comme DigitalGlobe, à vendre et à exporter des images à 30 cm de résolution. Par contre, la nouvelle réglementation précise que les produits à ce niveau de résolution ne pourront être mis sur le marché que 6 mois après la phase d'IOC (Initial Operational Capability), soit le 21 février 2015 :

"During June 2014 DigitalGlobe received permission from the US Department of Commerce to collect and sell imagery at the best available resolutions. Additionally, six months after WorldView-3 is operational DigitalGlobe will be permitted to sell imagery at up to 25 cm panchromatic and 1.0 m multispectral GSD."

 

Premières images en Europe, à Madrid

Le choix de Madrid et de son aéroport pour les premières images de WorldView-3 n'est pas anodin : c'est à Madrid qu'est installé le Centre Satellitaire de l'Union Européenne (également connu sous le nom de EU SatCen ou EUSC ou encore centre de Torrejon), un des outils pour la politique de sécurité et de défense de l'Union Européenne. DigitalGlobe affiche donc clairement des ambitions sur le marché européen.

La concurrence avec les fournisseurs de données européens va encore se renforcer, y compris dans le cadre du programme Copernicus ou de la Politique Agricole Commune (pour le contrôle des surfaces déclarées par les agriculteurs) : bizarrement, l'Europe achète aujourd'hui beaucoup d'images provenant de satellites américains. En l'absence de marché institutionnel européen significatif prenant réellement en compte l'investissement dans l'infrastructure spatiale (le côut des satellites) comme le fait la NGA (National Geospatial-Intelligence Agency) aux Etats-Unis, la mise en place d'une capacité d'observation autonome pérenne en Europe ou dans ses états membres s'apparente à la quadrature du cercle...

 

DigitalGlobe - Worldview-3 - Première Image - First image - Madrid - IOC - 30cm - 40 cm - NGADes piscines et des courts de tennis : un autre extrait d'image de la ville de Madrid prise par
le satellite WorldView-3 le 21 août 2014. Crédit image : DigitalGlobe

 

Vous aimez la natation et le tennis ?

Je ne crois pas que DigitalGlobe ait cherché à rendre hommage à la performance de Florent Manaudou, nouveau champion d'Europe, qui vient de rentrer dans le top 10 des nageurs les plus rapides de l’histoire sur 50 m, avec 21 secondes 32, ou à la qualification de Gasquet, Simon et Mannarino au premier tour de l'US Open de tennis à New York.

Plus probablement, DigitalGlobe a habilement choisi de monter une image qui met en valeur, d'une part, la résolution et la qualité géométrique, et, d'autre part, la richesse spectrale et la qualité du rendu des couleurs des images du satellites WorldView3.

 

DigitalGlobe - Worldview-3 - Images - Madrid - avion - satelliteWorldview-3 - First images - Madrid - Spain - Airport - DigitalGlobeWorldview-3--Premieres-images---Madrid---Espagne---Aeropo.jpgD'autres exemples commentés des premières images de Madrid du satellite WorldView-3.
Crédit image : DigitalGlobe

 

Sur son blog, DigitalGlobe précise que les tests du satellite ont duré six jours. A partir du 19 août, les essais se sont ensuite focalisés sur l'acquisition de données dans les 29 bandes spectrales des différents instruments : à côté de l'instrument principal offrant une GSD (Ground Sampling Distance) de 31 cm en panchromatique et 124 cm pour les 8 bandes visibles et proche infrarouge (VISNIR), il y a aussi les 12 bandes CAVIS à 30 mètres de GSD et les 8 bandes infrarouge SWIR à 3,70 mètres de GSD).

 

Attendre encore un peu pour prendre son pied

Cette étape tient lieu de démonstration de l'IOC (Initial Operational Capacity) et marque le début du délai de six mois, évoqué plus haut, avant la possibilité de vendre des données en pleine résolution.

A suivre, bientôt j'espère, avec des exemples d'images dans la résolution d'origine, à 31 cm en panchromatique et 124 cm en couleurs et un article présentant plus en détail les caractéristiques de ce nouveau satellite américain.

 

En savoir plus :

 

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23 août 2014 6 23 /08 /août /2014 10:44

 

Europe - Constellation Galileo - 30-satellites - Anomalie injection Soyouz VS09Vue d'artiste de la constellation Galileo déployée en orbite sur une série d'orbites à altitude
intermédiaire à 23500 km. Crédit image : ESA

 

Dans le spatial comme ailleurs, le bon déroulement d'une mission s'évalue à la fin...

Vendredi 22 août, après un superbe décollage depuis le Centre Spatial Guyanais, le vol de la fusée Soyouz VS09 semblait se dérouler parfaitement. L'objectif : mettre en orbite deux nouveaux satellites de la constellation Galileo, les deux premiers exemplaires de la "Full Operational Capacity" fabriqués sous la maîtrise d'oeuvre de la société allemande OHB, avec une charge utile fournie par SSTL, filiale d'Airbus Defence and Space. Le lancement, initialement prévu le 21 août, avait été reporté de 24 heures à cause des mauvaises conditions météorologiques en Guyane française.

 

Arianespace - Soyouz VS09 - Galileo - ESA - Europe - Anomalie injection Soyouz VS09Superbe décollage de la fusée Soyouz VS09 depuis le Centre Spatial Guyanais
le 22 août 2014. Crédit image : ESA /CNES /Arianespace / Optique vidéo du CSG

 

Mission complexe

C'est un vol de longue durée, 3h48, avec un profil de mission complexe : première phase propulsée, injection sur un orbite intermédiaire, phase balistique, deuxième phase propulsée de l'étage Fregat, séparation des deux satellites Galileo.

Quatre heures après le lancement, Arianespace publiait un premier communiqué de presse qui annonçait le succès de la mission et l'injection en orbite des deux satellites Galileo :

"Arianespace a lancé avec succès les deux premiers satellites opérationnels de la constellation Galileo, système global de navigation par satellite mis en œuvre par l’Union européenne. Ce lancement a eu lieu le 22 août à 9 heures 27 minutes locales depuis le Centre Spatial Guyanais (CSG), Port Spatial de l’Europe. Avec cette mission, réalisée au service de l’Union européenne dans le cadre d’un contrat avec l’Agence Spatiale Européenne (ESA), Arianespace garantit une nouvelle fois à l’Europe un accès indépendant à l’espace."

 

Arianespace - Soyouz VS09 - Profil de mission -Galileo - ESA - Europe - Anomalie injection Soyouz VS09Profil de mission du vol Soyouz VS09. Objectif : mise en orbite de deux satellites Galileo.
Crédit image : Arianespace / Lavotchkin

 

 

Anomalie

Malheureusement, tard dans la nuit, un message sur twitter annonçait une anomalie qui faisait également l'objet d'un court communiqué de presse :

"Les observations complémentaires collectées après la séparation des satellites de la mission Soyuz VS09 pour Galileo FOC M 1 mettent en évidence un écart entre l'orbite atteinte et celle prévue.

Des investigations sont en cours. Des informations seront données à l'issue d'une première revue d'exploitation des données du vol, qui se tiendra le 23 août 2014".

 

GALILEO en MEO

L'orbite visée pour les deux satellites d'une masse d'environ 715 kg chacun est une orbite MEO (Medium Earth Orbit) circulaire à 23 522 km et inclinée à 55° par rapport à l’équateur.

Arianespace - Soyouz-VS09 - Anomalie orbite - Galileo -Twitter

 

Doresa et Milena prennent la tangente

Ce n’est qu’après la séparation des satellites, et en temps différé, que l’exploitation progressive des informations fournies par les stations de télémesure de l’ESA et du CNES a révélé que l’orbite atteinte n’était pas conforme à celle prévue.

Selon un autre communiqué d'Arianespace, "l’état et le positionnement de l’étage supérieur Fregat et des deux satellites sont stables et ne présentent aucun risque pour les populations. L’étage Fregat a d’ailleurs été vidangé de ses ergols résiduels et dépressurisé de façon normale". J'ignore si l'étage Fregat est sur la bonne orbite de parking.
A ce stade, avant des explications plus complètes, il est prématuré d'évoquer les conséquences sur la suite du déploiement du premier grand programme spatiale de l'Union Européenne, qui a déjà connu des difficultés et des retards dans son développement et sa mise en oeuvre.

Une explication possible pourrait être la mauvaise orientation de la poussée du moteur Fregat pendant la deuxième phase propulsée.

 

Orbite excentrique : la navigation divague

Selon les premières conclusions publiées par Arianespace, les deux satellites Doresa et Milena seraient sur une orbite très elliptique avec un périgée à environ 13700 km et un apogée à 25900 km. L'erreur d'inclinaison de 5° environ sera très difficile à corriger : les manoeuvres destinées à modifier l'inclinaison du plan orbital sont très coûteuses en ergols, comme on l'a vu récemment dans un article sur les manoeuvres de l'ATV.

Une complication importante en perspective sur l'orbite MEO avec deux futurs "débris" ?

 

Changer d'itinéraire

Après ce vol VS09, il était initialement prévu qu'Arianespace assure avec ses lanceurs Soyouz et Ariane 5 le déploiement des 20 autres satellites de la constellation Galileo déjà commandés à l’industrie. Au final, les 26 premiers satellites de la constellation Galileo (quatre IOV et 22 FOC) devaient être mis en orbite. Un nouveau vol de Soyouz avec des satellites Galileo était prévu avant la fin de l’année 2014. Cet échec devrait entraîner un nouveau retard sur un programme qui en a déjà accumulé beaucoup...

 

En savoir plus :

 

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  • : 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...
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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

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