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29 novembre 2012 4 29 /11 /novembre /2012 08:18

 

Arianespace - Soyouz - Préparation lancement - Pléiades-1Préparatifs du lancement de Pléiades 1B : à gauche, installation du satellite sur l’étage Fregat.
A droite, fermeture de la coiffe. Crédit image : ESA-CNES- Arianespace / Optique vidéo du CSG –
L. Barthet et P. Baudon

VS 04 ? Vol Soyouz n°4. C’est à bord de la quatrième fusée Soyouz lancée à partir de la Guyane française que le satellite Pléiades 1B doit rejoindre son jumeau dans la nuit du vendredi 30 au samedi 1er décembre 2012, trois semaines après un nouveau succès d’Ariane 5.

 

Rhum ou vodka : le rythme s’accélère en Guyane…

Fin 2012, le rythme de lancement est particulièrement soutenu au CSG : D’ici la fin de l’année 2012, une nouvelle Ariane 5 (VA211) doit mettre en orbite deux satellites de télécommunications (Skynet 5D et Mexsat Bicentario). Soit 4 lancements en dix semaines et un total de 11 campagnes de lancement pour Arianespace, avec en particulier le premier vol de Vega, le lancement de l’ATV Edoardo Amaldi et la mise en orbite de Metop-B depuis le cosmodrome de Baikonour.

Galileo ou Pléiades : cela devient une habitude pour les lancements de Soyouz au CSG, très précisément sur la commune de Sinnamary, à une dizaine de kilomètres de l’ensemble de lancement Ariane 5 à Kourou. VS 01, le vol inaugural du 21 octobre 2011, a emporté les deux satellites Galileo IOV-1 PFM et FM2. Le 17 décembre 2011, VS 02 emporte six satellites : les quatre satellites d’écoute ELISA, le satellite chilien SSOT et, bien sûr, Pléiades 1A qui livre ses premières images juste avant noël. Tout récemment, le 12 octobre 2012, deux nouveaux satellites de la constellation Galileo ont été mis en orbite par le Soyouz VS 03.

Si les préparatifs de ce nouveau lancement continuent à se dérouler comme prévu, c’est à 3h02m50s (heure de Toulouse et Paris, soit 23h02m50 en Guyane) que la fusée Soyouz décollera. L’ouverture de la coiffe est prévue juste après 3h06 (une heure normale pour une sortie de boîte) et la mise en orbite aura lieu à H+54m55s au moment de la séparation du satellite Pléiades 1B de l’étage Fregat.

 

Lancement Pléiades 1B - Profil de mission - OrbiteProfil de mission de la fusée Soyouz VS 04. Dans les jours qui suivront, Pléiades 1B sera positionné
sur la même orbite que Pléiades 1A. D'ici un an, après le lancement de Spot 7 qui rejoindra Spot 6,
les quatre satellites formeront une constellation à 694 km d'altitude. Crédit image : Arianespace

 

Plusieurs opérations importantes ont été menées depuis une semaine :

  • 21 novembre : installation du satellite Pléiades 1B au-dessus de l’étage Fregat dans le bâtiment S3B (assemblage de la charge utile, payload stack).
  • 23 novembre : le lanceur Soyouz, jusqu’à présent assemblé dans le bâtiment MIK, a été placé sur le véhicule de transport.
  • 26 novembre : érection du lanceur sur le site de lancement puis couplage de la charge utile.

D’Astérix à Pléiades 1B : comment baptise-on les satellites français ?

Le 26 novembre, c’est un anniversaire important !

Ces opérations se passent moins d’un an après le lancement de Pléiades 1A mais 47 ans jour pour jour après celui du premier satellite français, mis en orbite le 26 novembre 1965, à partir de la base d’Hammaguir, en Algérie.

Le nom du premier satellite français ? A1… Cela prouve que les ingénieurs et les responsables de programmes spatiaux peuvent parfois manquer d’originalité. Pour Pléiades, on se lâche un peu : c’est 1A puis 1B.

A1 (A pour armée) a failli s’appeler Zébulon (les journalistes trouvaient que son ressort d’éjection faisait penser au personnage de l’émission pour enfants « le manège enchanté ») mais le CNES a préféré populariser le nom Astérix (le côté gaulois ?). Au niveau international, les noms sont encore plus poétiques : 1965-096A ou NORAD 1778 (utile pour retrouver les paramètres orbitaux).

Pour la petite histoire, le premier satellite européen est italien et s’appelle San Marco 1. Il a été lancé un an plus tôt le 15 décembre 1964 de Wallops Island (USA) par une fusée américaine Scout-X4. Pour cette raison (lancement par une fusée américaine), c’est bien la France qui devient avec Astérix la troisième puissance spatiale derrière l’URSS et les Etats-Unis. Des épisodes comme l’impossibilité d’exploiter commercialement le satellite franco-allemand Symphonie ont confirmé l’importance d’un accès autonome à l’espace et permis le lancement du programme Ariane. L’accès à l’espace était un sujet central de la dernière conférence ministérielle de l’ESA qui s’est tenue à Naples les 20 et 21 novembre 2012, avec en particulier les dossiers Ariane 5 ME et Ariane 6.

Si on creuse un peu l'histoire d'Astérix en lisant les témoignages des acteurs de l’époque ou les ouvrages historiques sur le spatial français, on s’aperçoit qu’il y a eu tout un débat pour déterminer quel serait le premier satellite :

  • A1 (alias Astérix), 38 kilogrammes plus un support de 7 kilogrammes, construit par Matra pour la DMA (délégation ministérielle pour l’armement, l’ancêtre de la DGA)
  • ou D-1A (une nouvelle preuve d’originalité, alias Diapason, un nom beaucoup plus sympathique qui fait référence aux deux émetteurs radio à fréquence stable dont on mesurait l’effet doppler pour déterminer la position du satellite), 17 kg et une case à équipements de 18 kg, construit par le CNES.

Sans revenir sur cet épisode de « saine émulation » (les personnes intéressées peuvent consulter un site très bien documenté : « nos premières années dans l’espace » ou le livre d’Yves Garric « Michel Lefebvre, marin de l’espace »), une comparaison entre les photographies d’époque et celles d’aujourd’hui est assez instructive.

 

Satellites Astérix A1 - Pléaides 1B - Intégration et lanMontage photo illustrant l’évolution des satellites et des techniques d’intégration d’Astérix à
Pléiades. Crédit image : CNES / Arianespace

 

Tout change, rien ne change…

C’est très différent ? Effectivement, pas gros chose à voir entre Astérix et Pléiades du point de vue de la masse et de la complexité technologique. Quelques dizaines de kilos par A1, près d’une tonne pour 1A (et 1B)… Un simple émetteur pour Astérix, une mission d’observation de la Terre très sophistiquée, avec un instrument de taille impressionnante, une plate-forme très agile et une transmission d’images à 450 Mbits/s dans le cas de Pléiades. Des projets également beaucoup plus complexes, avec une organisation industrielle faisant appel à plusieurs sociétés européennes (Astrium, CASA, Thales Alenia Space, Sodern, Saab-Ericsson, ABSL, ETCA, IAI etc.) et des équipes plus nombreuses.

Néanmoins, il y a encore des similitudes : les contraintes du lancement puis de l’environnement spatial, le diagnostic de satellisation, le déplacement sur l’orbite (pas de moteur sauf pour les corrections d’altitude), etc.

 

Les satellites Pléiades : deux pieds sur Terre et la tête dans les étoiles ?

Les deux pieds sur Terre, on comprend facilement pourquoi: deux pieds, c’est presque 70 cm, la pas d’échantillonnage au sol de l’instrument des satellites Pléiades (en anglais, on parle de GSD pour Ground Sampling Distance). Une fois les données reçues et traitées, les pixels des images Pléiades représentent des carrés de 50 centimètres de côté.

Deux pieds, c'est également approximativement le diamètre du miroir primaire du télescope des satellites Pléiades (650 mm).

Les satellites Pléiades, construits par Astrium, observent la Terre éclairée par le soleil. Quel rapport avec le ciel nocturne étoilé ?

Eh bien, ce sont trois senseurs stellaires, fournis par Sodern, combinés à un gyromètre à fibres optiques (FOG) qui permettent à chaque satellite Pléiades de déterminer précisément son attitude. Fixés directement sur la structure de l’instrument, ils repèrent des étoiles connues et permettent au logiciel de bord de déterminer la direction exacte de pointage de l’instrument de prise de vue.

pleiades astrium

Vue d’artiste du satellite Pléiades. On voit
deux des trois têtes des senseurs stellaires
(les formes tronconiques blanches et noires).
Crédit image : Astrium.

Précision de pointage, une qualité qui complète l’agilité et la très haute résolution de Pléiades. Les satellites Spot 6 et Spot 7 déterminent leur attitude de la même manière.

Je m’aperçois qu’aucun article du blog Un autre regard sur la Terre n’a été consacré à la description technique des satellites Pléiades. Il va falloir rectifier cela prochainement !

 

Les Pléiades, alias M45 : les colombes et le Taureau

En attendant, revenons à nos noms de baptême…

Si vous vous intéressez un peu à l’astronomie, ce n’est pas le mot satellite qui vous vient à l’esprit quand on vous parle des Pléiades :

Les Pléiades, ou amas M45 (depuis Messier, les astronomes manquent parfois également de poésie), sont un amas stellaire visible dans l'hémisphère nord, dans la constellation du Taureau.

L'origine du nom « Pléiades » provient de la mythologie grecque : les Pléiades sont sept sœurs, filles d'Atlas et de Pléioné : Astérope, Mérope, Électre, Maïa, Taygète, Céléno et Alcyone. Pourchassées par le guerrier Orion, elles demandent à Zeus de les sauver. Changées en colombes, elles deviennent à leur mort des constellations.

On dénombre aujourd'hui dans l’amas M45 environ 3 000 étoiles, dont une douzaine sont visibles à l'œil nu. Il s'étend sur 2°, environ 4 fois le diamètre apparent de la Lune. Les 9 étoiles les plus brillantes portent le nom des 7 sœurs et de leurs parents. Elles sont visibles à l'œil nu. Astérope est une étoile double.

Voilà peut-être une idée pour baptiser nos deux satellites jumeaux (en l’occurrence, c’est plutôt une paire de jumelles à fort grossissement). Plutôt que 1A et 1B, que pensez-vous de Maïa et Mérope, ou encore Astérope et Alcyone ?

 

Pour suivre le lancement de Pléiades 1B :

Si vous êtes prêt à vous coucher très tard ou vous lever très tôt, le lancement aura normalement lieu dans la nuit du vendredi 30 au samedi 1er décembre à 3:02:50 en heure française (soit 2:02:50 en temps universel) :

  • Sur le site d’Arianespace, la page pour suivre la vidéotransmission en direct (le plug-in Adobe Flash Player est nécessaire).
  • La retransmission commence à 1h42 UTC (soit 2h42 du matin à Paris ou Toulouse).
  • Si le ciel est dégagé à Toulouse (pas sûr !) et que vous voulez patienter en observant les étoiles, les Pléiades seront visibles et il y aura également deux passages de la station spatiale internationale (ISS).

 

En savoir plus :

 

 

 

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27 septembre 2012 4 27 /09 /septembre /2012 08:36

ATV-3---ISS---Debris-Avoidance-Manoeuvre---Docking-or-Undoc.jpgDocking ou undocking ? Telle est la question… Ici, c’est une photographie de l’approche de l’ATV-3
le 28 mars 2012. Il reste amarré à l’ISS pour réaliser un manœuvre d’évitement de débris.
Crédit image : NASA

 

Quand un petit problème devient une grande solution…

Le désamarrage de l’ATV-3 de l’ISS, initialement prévu dans la nuit du 25 au 26 septembre 2012, a donc été reporté. L’analyse du problème montre que l’ATV a parfaitement fonctionné : une commande erronée, un mauvais identifiant (« Spacecraft ID »), a été envoyée à partir de la console de commande du module Zvezda de l’ISS.

Rien de grave, à part une perte de temps : mercredi en fin de journée, l’ESA confirmait sur son site qu’une nouvelle tentative serait effectuée le jeudi 27 à 21h00 UTC. Le retour sur Terre serait lui retardé davantage en raison de la demande de NOTAM (« Notice to Airmen » ou messages aux navigants), une procédure de la navigation aérienne qui impose un préavis de plusieurs jours. Bien connue des clubs aérospatiaux de Planète Sciences pour leurs lancements de fusées, elle s’applique aussi aux atterrissages de vaisseaux spatiaux, même dans le sud du Pacifique.

Un peu plus tard dans la soirée de mercredi, la situation évoluait encore et le report de mardi soir devenait une bonne nouvelle !

 

« Breaking news : Space Debris Being Tracked. ATV-3 Remains Docked”

C’est sous ce titre que la NASA annonçait que la préparation d’une manœuvre d’évitement de débris de la station spatiale internationale avait été décidée mercredi. Cette décision relève de l’IMMT (ISS Mission Management Team) associant tous les pays participant à la station spatiale internationale.

L’ATV Edoardo Amaldi, toujours amarré à l’ISS, qui a effectué plusieurs opérations de « rehaussement » de l’orbite de l’ISS, aurait pu reprendre du service à cette occasion.

La seconde tentative de désamarrage de l’ATV-3 va attendre au moins jusqu’à vendredi.

La menace de collision concernait un fragment de satellite russe Cosmos et un morceau d’étage de fusée indienne PSLV, semblable à celle utilisée pour lancer le satellite Spot 6.

Les systèmes de surveillance, notamment ceux de la NASA et de la défense américaine, indiquaient que la la prévision de trajectoire de ces débris dont on ignore la taille exacte, les rapprochent de la « zone rouge », un espace virtuel entourant l’ISS, une sorte de boite à pizza de 50 kilomètres de côté et de 1500 mètres de hauteur (on remarque que l’incertitude porte logiquement sur la position horizontale du débris, son altitude est mieux connue).

Jeudi matin, quelques heures avant le début de la manoeuvre, les prévisions de trajectoire des débris s'affinent et permettent de confirmer que la station est à l'abri de toute collision. La manoeuvre d'évitement est finalement "évitée"... Le désamarrage de l'ATV est à nouveau programmé pour vendredi 28 au soir, à 21h46 UTC soit 23h46 à Toulouse. Bon courage aux équipes d'astreinte qui gèrent ces multiples rebondissements avec certainement encore de longues soirées en perspective jeudi et vendredi.
 

Adieux ou salut : DAMned...un débris
Si la manœuvre d’évitement de débris (DAM pour « debris avoidance manoeuvre” en anglais) avait effectivement été réalisée, elle aurait eu lieu jeudi à 14h12 en heure française, soit 12h12 UTC et 8:12 EDT pour la côte est des Etats-Unis, avec, aux commandes, l’équipe commune ESA-CNES du centre de contrôle de l’ATV à Toulouse. Il était question d’une correction de vitesse de seulement 0,3 mètre par seconde (un peu plus de 1 km/h pour un objet qui a une vitesse de 27000 km/h). C’est faible par rapport aux autres opérations de correction d’orbite effectuée par l’ATV-3 depuis avril 2012 mais suffisant pour s’éloigner de la zone de danger. Dans l’espace, pour baisser la tête, on saute en l’air…

Pour être complet, il faut ajouter que les autres systèmes de propulsion de la station internationale, sur la partie russe, ne peuvent pas être utilisés quand l’ATV est « docké ».

 

Nice debris…

Cette coïncidence étonnante entre le report du désamarrage de l’ATV et une possibilité de manœuvre d’évitement de débris est l’occasion de parler un peu des débris spatiaux, un sujet qui n’a pas encore été abordé sur le blog Un autre regard sur la Terre.

On pense d’abord aux vols habités et aux risques pour les occupants des vaisseaux spatiaux ou de la station spatiale internationale mais la menace des débris concerne toutes les activités spatiales, du lancement de fusées aux satellites en orbite basse ou géostationnaire.

 

ISS---Shuttle---ATV---Nespoli---Expedition-27---23-Mai-2011.jpgUne photographie unique de la station spatiale internationale avec le space shuttle et l’ATV-2.
Photographie prise par l’astronaute européen Paolo Nespoli le 23 mai 2011. Crédit image : NASA

 

C’est une préoccupation relativement nouvelle : au début de l’aventure spatiale, abandonner des pièces ou des débris en orbite à l’occasion de lancement ou de manœuvre ne paraissait pas gênant. Il y a même eu des projets quoi consistaient à mettre en orbite des quantités incroyables de petits objets : par exemple le projet West Ford, un système de télécommunication passif, proposé par le laboratoire Lincoln du MIT, consistant à mettre en orbite, en 1961 et 1963, plusieurs centaines de millions de petits aiguilles de cuivre afin de former un réflecteur pour les ondes radio…

Aujourd’hui, les spécialistes des débris spatiaux estiment que la population des débris se réparti de la manière suivante :

  • Plus de 20000 débris d’une taille supérieure à 10 cm (les américains donnent comme repère une balle de Soft-ball. En France, ce serait plutôt une grosse boule de pétanque. Qui va très très vite…)
  • Environ 500000 débris entre 1 et 10 cm de diamètre.
  • Des dizaines de millions de débris de taille inférieure à un centimètre (la taille d’une bille).

On trouve de tout : des étages supérieurs de fusées, des satellites hors de service, des écrous, des outils perdus par les astronautes, des éclats de peintures ou même des résidus de propulsion.

Certains experts estiment que la situation devient « insoutenable » (au sens du développement durable) et parlent du « syndrôme de Kessler » (concept imaginé en 1991), une sorte de réaction en chaîne :

Le nombre de débris spatiaux en orbite basse atteint un seuil au-dessus duquel les collisions en orbite sont fréquentes, augmentant de façon exponentielle le nombre des débris et la probabilité des impacts…

La situation est la plus critique en orbite basse, sur les orbites polaires.

 

Debris-spatiaux---Orbite-basse.jpgDebris-spatiaux---Orbite-geostationnaire.jpgIllustration des densités de débris en orbite basse et en orbite géostationnaire. Crédit image : NASA

 

Les deux dernières collisions importantes en janvier 2007 (un essai de destruction de satellite réalisé par la Chine) et février 2009 (une collision entre un satellite opérationnel de la constellation Iridium et le satellite russe hors de service Cosmos 2251) amènent certains experts à dire que le syndrôme de Kessler est déjà une réalité. Avant sa panne au printemps 2012, le satellite Envisat avait effectué plusieurs manœuvres d’évitement de débris.

Attention néanmoins à ce que l’illustration ne vous induise pas en erreur : les points blancs matérialisant les débris en orbite sont très gros donnent l’impression d’une région totalement encombrée. Il faut ramener cela à sa juste échelle : l’espace reste bien assez vide et il faut parler de probabilité de collision. Pour l’ISS et sa boîte à pizza, les critères de la NASA pour commencer à parler de manœuvre d’évitement correspondent à des seuils probabilité de 1/100000 ou 1/10000. C’est 1/1000 pour les missions non habitées.

 

A la pêche aux satellites

Je reviendrai dans un autre article sur les moyens de détection et de surveillance de débris : le réseau de surveillance américain JSpOC, les radars Graves et Tira ou le projet de système de surveillance de l’espace (SSA).

Le vrai problème est celui des débris non détectables mais suffisamment gros pour détruire un satellite : sans connaître leur position précise, on ne peut pas effectuer les manœuvres d’évitement. Les blindages, efficaces pour les tous petits débris, ne suffisent pas.

Les spécialistes estiment que pour éviter le syndrome de Kessler, il faudrait désorbiter chaque année 5 à 10 gros objets hors de service pour réduire les riques de collision catastrophique. On parle d’Active Debris Removal, une technique qui nous rapproche de la pêche au gros : harpons, filets, grues, bras robots… De nombreuses pistes techniques sont proposées dans les conférences sur le thème de débris. On en parlera certainement beaucoup à Milan la semaine prochaine pendant la conférence annuelle de l'IAF.

 

En savoir plus :

 

 

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25 septembre 2012 2 25 /09 /septembre /2012 08:19

ATV-3 - don Pettit - docking - ISS - city lights - amarrage

L’ATV-3 quelques minutes avant l’amarrage (docking) à l’ISS. Photographie prise par l’astronaute
Don Pettit. Appareil Nikon D3S équipé d’un objectif de 28 mm de focal. Sensibilité : ISO 6400,
vitesse d’obturation : 1 s, ouverture : F/1,4. Crédit image : NASA

 

C'est bientôt la rentrée...

Le lancement, c'était au printemps. Quelques jours après le début de l'automne, l'ATV-3 va imiter les feuilles mortes...

 

Les réservoirs sont presque vides, tout a été rangé et le sas est fermé : toutes les bonnes choses ont une fin mais parfois, on fait durer le plaisir...

C’est dans la nuit du 25 au 26 septembre (à 22h35 UTC) que le cargo ATV3, Edoardo Amaldi, devait se séparer de l’ISS, 6 mois après son amarrage avant, 24 heures plus tard, une rentrée contrôlée dans l’atmosphère au-dessus des zones inhabitées du sud de l’océan Pacifique. L’impact était prévu le 27 septembre à 3h30 UTC mais un problème technique a entraîné un report de l'opération : l'ATV n'a pas accusé réception d'une commande envoyée depuis le module russe Zvezda par la liaison radio de proximité. Une nouvelle tentative peut avoir lieu le 26 ou le 27 septembre.

 

La mission est remplie : tout est vidé

 

Au cours de sa mission, l’ATV-3 a livré environ 3400 kilogrammes de fret à la station spatiale : oxygène, eau, carburant, équipement et nourriture pour les astronautes. Depuis avril 2012, il a procédé à huit manœuvres de « reboost », destinée à rehausser l’orbite de l’ISS, qui « tombe » à cause du freinage atmosphérique résiduel. La dernière poussée, le 14 septembre, a durée presque 9 minutes (8’56’’ exactement). 175 kg de carburant ont été consommé pour accélérer la station de 1,28 mètre par seconde, ce qui correspond à une augmentation d’altitude de 2230 mètres. L’altitude moyenne de l’orbite de l’ISS est actuellement d’environ 425 kilomètres.

Un nouvel ATV va bientôt prendre le relais : après Jules Verne, Johannes Kepler et Edoardo Amaldi, l’ATV-4 a été baptisé Albert Einstein. Il doit être lancé par une fusée Ariane 5 au printemps 2013. C’est l’avant-dernier exemplaire de la série de cinq cargos automatiques construits par Astrium pour l’Agence Spatiale Européenne.

 

La réponse au quiz image de Mars 2012 : les lumières nocturnes du Caire, d’Alexandrie, de Jérusalem et Tel Aviv vues depuis la station spatiale internationale

A propos de printemps, vous vous souvenez du quiz du mois de mars : la réponse n’a pas encore été publiée. Il s’agissait d’identifier la ville visible sur une superbe photo de l’AT-3 Edoardo Amaldi prise un peu avant son amarrage à la station spatiale internationale (ISS). C’est l’astronaute américain Donald Roy Pettit qui a appuyé sur le déclencheur d’un Nikon D3S depuis le hublot de l'écoutille du module Poïsk, situé à la perpendiculaire du module Zvezda.  

C’est la première fois que je publiais un quiz image sur le blog Un autre regard sur la Terre en ignorant moi-même la réponse. Il s’agissait de déterminer à quelle ville correspondaient les lumières nocturnes visibles au sol, en bas à droite de la photo.

Trouver la réponse n’a pas été facile… En fait, j’espère que c’est la bonne réponse car je l’ai obtenue par déduction et croisement d’hypothèses.

 

Quels indices pour trouver la réponse ?

Au moment où j’ai retenu cette photographie pour le quiz, même si j’ignorais la réponse, j’ai pensé que quelques vérifications rapides permettraient d’identifier assez facilement la ville éclairée au sol : trouver l’heure de la prise de vue, trouver un enregistrement des positions de l’ISS et de l’ATV pendant la phase d’approche précédant le docking. A partir de ces éléments, une petite vérification sur une carte ou un globe terrestre devait fournir la réponse.

La méthode est bonne. Avec deux petits détails qui compliquent l’exercice…

D’abord, il est assez difficile de déterminer l’heure précise de la prise de vue : la photographie a été reprise par de nombreux sites d’information mais je n’ai pas trouvé de légende mentionnant l’heure exacte. Il y a bien une autre photographie prise par Don Petit et publiée sur le web dans le format d’origine avec toutes les propriétés fournies par le standard EXIF (EXchangeable Image File format) mais ce n’est pas le cas pour la photographie qui nous intéresse.

 

ATV-3 - Docking - Undocking - ISS - NASA - ESA

Une autre photographie de l’ATV-3 prise par Don Pettit depuis l’ISS. Les propriétés de l’image
d'origine indiquent qu’elle a été prise le 28 mars 2012 à 21h58 UTC. Crédit image : NASA.

 

Au moment où j’écris ces lignes, contrairement à ce que je pensais, la photographie n’a pas été ajoutée à la base de données des photographies de la NASA sur le site Gateway to Astronaut Photography of Earth. En général, ce site fournit des informations très détaillées sur les conditions de prise de vue. Raté…

Deuxième difficulté : trouver un enregistrement des positions de la station spatiale internationale et de l’ATV-3 Edoardo Amaldi, sur une période de quelques heures avant l’amarrage du véhicule de transfert automatique à l’ISS. De nombreux sites comme Calsky, Celestrak, N2YO ou Space-track.org (enregistrement nécessaire) proposent des prévisions de la trajectoire future de l’ISS, en particulier pour les amateurs souhaitant observer les passages visibles de la station spatiale internationale. Par contre, il est plus délicat de trouver un enregistrement des positions passées. Il est vrai que prévoir le passé n’intéresse pas grand monde… Le soir de l’amarrage, au moment de l’évènement AVTweetup organisé par le CNES, j’avais hésité à tenir un journal de bord mais je me suis contenté d’enregistrer quelques photos extraite de la retransmission vidée. Dommage…

 

Qui a trouvé la bonne réponse ?

Personne… Deux réponses ont été postées sur le site. L’une indiquait la côte du Japon. L’autre proposait la côte est des Etats-Unis, entre le nord de la Floride et la Caroline du Sud, avec les villes de Jacksonville, Savannah et Charleston.

Cette seconde réponse est assez séduisante : avec Google Earth, avec les curseurs de navigation sur la partie droite de l’écran, on peut assez facilement se mettre dans une position similaire à celle de l’Astronaute Don Pettit au moment où il appuie sur le déclencheur, à environ 400 kilomètres d’altitude et en visant pratiquement vers l’horizon.

La topographie de cette partie de la côte Est ressemble effectivement beaucoup à ce qu’on voit sur la photo.

 

Réponse quiz image - Mars 2012 - Jacksonville - Savannah

Copie d’écran de Google Earth : la côte est des Etats-Unis entre la Floride et la Caroline du Sud
avec les villes de Jacksonville, Savannah et Charleston. Le point de vue est proche de ce qu’on
peut voir à partir de la station spatiale internationale. Crédit image : Google Earth

 

Seulement, un petit détail casse l’ambiance… La photographie du quiz montre une portion de terre dans l’obscurité. Or, dans cette région des Etats-Unis, l’heure légale est UTC – 4. Cela signifie qu’à 22h31 UTC, au moment précis du « docking », il est 18h31 à Jacksonville et à Miami. Il fait donc encore jour, de même que pendant une bonne dizaine heures couvrant toute la phase d’approche de l’ATV-3. Impossible d’avoir ces lumières nocturnes…

Pour les plus sceptiques, voici une image acquise par le satellite météorologique américain GOES le 28 mars à Il s’agit d’une image dans le canal visible : il fait bien jour à 21h45 UTC…

Ce n’est donc pas la côte Est des USA !

 

GOES 13 - 28-02-2012 - 22h02 - Bande 4

Extrait d’une Image acquise dans le canal visible (centré sur une longueur d’onde de 0,63 µm) par
le satellite géostationnaire GOES-13 le 28 mars 2012 à 22h02 UTC. Crédit image : NOAA

 

Décrypter la photo… Comme la Pierre de Rosette

Revenons à notre photo. Que peut-on voir ?

  • Au premier plan, la station internationale et plus précisément le module de service russe Zvezda. La photo est prise depuis le module Poïsk, légèrement décentré par rapport au module Zvezda et à l’axe principal de la station. Cela explique la perspective. Sur la droite de l’image, les parties les plus sombres sont des portions des panneaux solaires de Zvezda et de Zarya.
  • A l’arrière plan, l’ATV-3 Edoardo Amaldi, en approche de la station, dont deux des quatre panneaux solaires, en forme de X, sont bien visibles. Les jets de gaz des tuyères de l’ATV, qui manœuvre automatiquement pour s’aligner parfaitement avec la station, sont très spectaculaires. L’ATV possède 28 micro-propulseurs de contrôle d’attitude et de freinage, à l’avant et à l’arrière. Avec les quatre moteurs principaux utilisés aussi pour le « reboost » de l’ISS, cela fait un total de 32 tuyères ! Je pense qu’on voit également en couleur plus rouge l’éclairage des diodes laser (longueur d’onde de 0,810 µm) du « videometer » utilisées pour le rendez-vous. Par contre, très difficile d’estimer la distance entre l’ATV et l’ISS à ce moment précis, peut-être une cinquantaine de mètres. 
  • Le ciel étoilé, l’horizon terrestre et les lumières nocturnes. Ce qui est visible à l’horizon, à pas le confondre avec les aurores boréales, c’est « l’air glow », la très faible lumière du ciel nocturne, liée à des réactions chimiques dans la haute atmosphère, en particulier la recombinaison entre atomes d’oxygène et d’azote. C’est un des phénomènes qui limite la performance des télescopes terrestres dans le spectre visible.

L’autre élément marquant, c’est bien sûr les lumières de la ville, le thème de notre quiz. Les panneaux solaires les occultent partiellement mais on peut noter deux choses : 1) Cela semble être une zone côtière. 2) la ville en question semble assez isolée dans une large région sombre.

 

Tout est d’équerre : c’est Le Caire

Pour confirmer cette première impression et affiner la position et l’heure de la photo, je me suis « amusé » à éplucher les vidéos publiées sur youtube par l’ESA ou par d’autres internautes. On trouve deux types d’images techniques contenant des informations intéressantes :

  • Les images provenant de la caméra de l’ISS qui suit l’approche de l’ATV. L’heure UTC est incrustée en haut à droite de l’image. En bas, à gauche, au-dessus de l’inscription « NO_FAILURE », on trouve une mesure de distance en mètres entre l’ATV et l4SS et de vitesse relative en mètres par seconde.
  • Les images de synthèse indiquent également l’heure et parfois la position en longitude et latitude. Dans les vidéo diffusées au moment de l’amarrage, on a parfois des fondus enchaînés entre les deux types images (caméra de l’ISS et synthèse d’image) : c’est l’idéal pour avoir simultanément la date, la longitude et la latitude et la distance entre l’ATV et l’ISS.
  • La dernière source de données que j’ai utilisée est une simulation de la trajectoire de l’ISS effectuée avec le logiciel Calsky pour la soirée du 28 mars 2012. C’est assez simple à utiliser : après avoir choisi le menu « satellites » puis « ISS », il suffit de rentrer la date et l’heure de départ de la simulation (en précisant bien UTC dans les préférences de l’utilisateur) et de choisir la représentation « Ground Track Map ». J’également utilisé Celestrak qui fournit le même type de résultats.

ATV-3 docking - 21h57m10

Suivi ATV - 22h00m54     ISS - 28-03-2012 - 21h55 UTC

Les différentes sources d’information qui permettent de reconstituer la trajectoire et la position
de l’ATV-3 et de l’ISS avant le docking. En haut, les images de la caméra de l’ISS. Au milieu, les
synthèses d’image de l’ESA avec latitude et longitude. En bas, une simulation de trajectoire
produite par le logiciel Calsky.

 

J’ai ainsi pu constituer un tableau Excel avec toutes les informations datées extraites de ces différentes sources. Pour faciliter leur lecture et permettre une visualisation avec Google Earth, j’ai construit un fichier kml avec les positions datées obtenues. Voilà ce qu’on obtient.

Pour identifier la région précise, il faut alors croiser la simulation de trajectoire avec la carte du monde, ou au moins la partie dans l’obscurité. Le nord de l’Egypte et le delta du Nil avec les lumières du Caire deviennent alors rapidement un candidat sérieux. Un peu de gymnastique en faisant tourner la boussole de Google Earth permettent de finir de se convaincre.

Pour les plus sceptiques, il y a encore une vérification possible : tenter d’affiner l’heure de prise de vue en déterminant la distance entre l’ATV-3 et l’ISS à partir de la photo. Pas évident mais on a quand même quelques repères : le diamètre de l’ATV est d’environ 4,50 mètres et son envergure totale avec les panneaux déployés est de 22,30 mètres. La focale de l’objectif utilisé par l’astronaute Don Petit est de 24 mm. Les photographies en plein format font 4256 pixels en largeur sur 2832 en hauteur. En prenant quelques repères de dimension sur la station (fixe dans les deux images) et en comparant la variation de diamètre de l’ATV entre les deux photographies, j’estime que l’ATV est à environ 80 mètres de l’ISS au moment où notre photographie est prise. En comparant avec les indications d’heure des images de la caméra de l’ISS, j’en déduis que l’heure doit être proche de 21h55 UTC.

 

Réponse quiz image - Mars 2012 - Orbite ISS

Réponse quiz image - Mars 2012 - Orbite ISS - 2     Copies d’écran de Google Earth avec superposition des positions de l’ISS dans l’heure qui précède l’amarrage de l’ATV-3. Un peu avant 22h00 UTC, on survole l’Egypte, puis Israël puis la Syrie.
Les positions de l’ISS proviennent de Calsky. Crédit image : Google Earth.
Superposition de trajectoire et trace au sol : Gédéon

 

L’amarrage effectif a eu lieu au dessus de pacifique, à une longitude d’environ 184° ouest, juste en dessous de l’équateur (latitude de 4° sud). En remontant dans le temps, on survole le Japon, la Chine, la Russie, la Turquie, la Syrie, Israël et l’Egypte…

 

Réponse quiz image - Mars 2012 - ATV3 - ISS docking

Copie d’écran de Google Earth avec point de vue proche de celui du photographe à bord de l’ISS.
Crédit image : Google Earth. Superposition trajectoire et trace au sol : Gédéon.

 

 

En pratique, au moment de la photo, l’ATV-3 est entre deux positions particulières de la manœuvre de docking, appelées « Holdpoints » S3 (à 249 mètres de l’ISS) et S4 (à 19 mètres de l’ISS), des points d’attente et de contrôle avant de poursuivre son approche de l’ISS. Selon la chronologie prévisionnelle publiée par l’ESA, l’ATV-3 quitte le point S3 à 21h45 UTC et arrive au point S4 à 22h10 UTC.

ATV - ISS - procedure docking - waypoints - holdpoints - amarrage automatique

Procédure de docking de l'ATV-3 avec les Way Points et les Hold Points. Crédit ESA.

 

Au fait, Le lien avec la pierre de Rosette ?

La stèle qui a permis de déchiffrer l’écriture hiéroglyphique grâce à une comparaison avec le texte en grec et en égyptien démotique.

Eh bien, elle a été trouvée en 1799 à Rosette (Rashid en arabe). L’endroit figure sur l’image prise l’astronaute Don Pettit, au niveau du delta du Nil, entre Alexandrie et Port Saïd.

Les deux images suivantes, prises également depuis la station spatiale internationale par les équipages des expéditions 25 et 31, avec un point de vue très différent, montrent la même région, toujours pendant la nuit. Sans prendre le risque d’attraper un torticolis, un peu de gymnastique permet d’imaginer la vue perspective dans la nuit du 28 au 29 mars 2012. En tout cas, cela renforce ma conviction que c’est la bonne réponse… Si vous préférez les images satellites prises avec la lumière du soleil, lisez cet article.

 

ISS---Egypte---Nil---Le-Caire-Nuit---ISS031-E-095276.jpg

ISS---Egypte---Le-Caire---Nil---Nuit---ISS025-E-09858.jpg

Une image de la même région prise également depuis l’ISS par les astronautes de l’expédition
31 et de l’expédition 25. Référence de l’image : ISS031-E-095276 (en haut) et ISS025-E-09858 (en bas). Crédit image : NASA.

 

Vous êtes convaincu ? Si quelqu’un a la photo d’origine avec les données EXIF (en particulier l’heure de prise de vue), merci de poster un commentaire : je suis très curieux de vérifier tout cela.

 

Pour bien décrire une orbite, quelques lignes sur les « Two line elements »

16 nombres sur deux lignes de 69 caractères : un nombre réduit de bits pour décrire une orbite...

C’est un format rustique qui date de l’époque des cartes perforées et des programmes en Fortran : initialement défini par la NASA et la NORAD North American Aerospace Defense Command) pour décrire les orbites des satellites et des débris spatiaux, il sert toujours de référence.

Les Two-line Elements (TLE) permettent de calculer la position des objets en orbite. À cause des perturbations diverse (freinage athmosphérique, vent solaire, influence de la Lune et du soleil, corrections volontaires d'orbite), ils doivent cependant être régulièrement mis à jour et ne sont valables que pour une période limitée. Le site Celestrak les publie régulièrement.

Je ne pense pas que les concepteurs avaient anticipé le développement des SMS et de Twitter mais la compacité du format TLE permet de l’envoyer sous forme de SMS ou de tweet. Peu de gens utilisent cette possibilité…

L’illustration suivante, publiée par la NASA sur son site Human Space Flight, explique comment interpréter ces chiffres ?

 

2line - TLE - signification

     

La structure des Two-line elements. Crédit image : NASA

 

Je reviendrai en détails sur la signification de tous ces paramètres dans un prochain article.

En attendant Voici quelques repères utiles sur chacune des deux lignes repérées par les chiffres 1 et 2 après le nom du satellite :

  • D’abord, le numéro du satellite sur chaque ligne (38096 pour l’ATV-3 ou 25544 pour l’ISS). On parle de numéro NORAD ou USSPACCOM. Sur la première ligne, il est suivi de la lettre U pour « Unclassified » : cela signifie que l’objet en question n’est pas classifié. Vous l’avez deviné : les TLE des satellites top secret ne sont pas publiés !
  • Ensuite, sur la première ligne, un code de désignation internationale constitué des deux derniers digits de l’année de lancement (pour l’année, c’est 12 pour 2012), le numéro de lancement dans l’année, le numéro de l’objet lancé.
  • Ce code est suivi de ce que les anglo-saxons nomment « epoch », la date d’estimation des paramètres orbitaux. Pour l’ATV-3, le nombre 12129,57515446 dans l’exemple ci-dessous signifie que les TLE sont mesurés le 121ème jour de l’année 2012 (le 30 avril). Les chiffres derrière la virgule (le point pour les anglo-saxons) correspondent à la fraction du jour.
  • Sur la deuxième ligne, après le numéro du satellite, c’est l’inclinaison de l’orbite exprimée en degrés (51,6418° pour l’ATV-3)
  • Presque à la fin de la seconde ligne, avant le nombre d’orbites effectuées depuis le lancement suivi d’un code de vérification à un chiffre, le dernier nombre décimal donne la vitesse moyenne exprimée en nombre de révolutions par jour : 15,559 pour l’ISS et l’ATV-3.

Les autres paramètres décrivent la position de l’orbite, son excentricité et sa forme. Un prochain article sur les orbites les décrira en détail.

 

Voilà à titre d'exemple les données TLE pour l’ISS, l’ATV3, le vaisseau Soyouz TMA 3M et le Progress 15M en mars 2012 au moment de l’amarrage de l’ATV.

 

ISS (ZARYA)
1 25544U 98067A 12130.55019878 .00008943 00000-0 13283-3 0 5237
 
2 25544 051.6417 315.5971 0010305 295.3169 171.4746 15.55972523771998

SOYUZ-TMA 3M 
1 38036U 11078A 12129.57515446 +.00009029 +00000-0 +13413-3 0 01200
 

2 38036 051.6418 320.4720 0010277 291.6159 109.8704 15.55954554021690

ATV-3 
1 38096U 12010A 12129.57515446 +.00009029 +00000-0 +13413-3 0 00516
 
2 38096 051.6418 320.4720 0010277 291.6159 109.8704 15.55954554007252

PROGRESS-M 15M 
1 38222U 12015A 12129.57515446 +.00009029 +00000-0 +13413-3 0 00310
 
2 38222 051.6418 320.4720 0010277 291.6159 109.8704 15.55954554002810

 

Et deux satellites lancés récemment qui nous intéressent tout particulièrement, Spot 6 et Metop-B :

SPOT 6
1 38755U 12047A 12270.16701594 .00000420 00000-0 10028-3 0 875
2 38755 98.2005 335.6563 0001375 107.7784 252.3571 14.58541169 2488

METOP-B
1 38771U 12049A 12269.75201276 -.00000044 00000-0 00000-0 0 194
2 38771 98.7371 327.2439 0003218 51.3202 308.8265 14.25044995 1141

 

 

Remerciements :

Je remercie les nombreuses personnes qui m’ont aidé à préparer cet article en me fournissant des informations sur l’ATV-3, la station spatiale internationale et les opérations de rendez-vous et d’arrimage. C’est un sujet qui fait appel à des métiers très différents et les procédures évoluent. Cela n’a pas été facile de vérifier toutes les informations etc.

Mes petites questions ont parfois surpris mes interlocuteurs, par exemple quand ils ont pris conscience que l’amarrage de l’ATV avait eu lieu au dessus du pacifique, presque’au niveau de la ligne de changement de date. Tout le monde semblait convaincu que le docking avait nécessairement lieu au-dessus de la Russie en visibilité des stations de poursuites russes. Visiblement, la procédure a changé avec l’ATV-3. Là aussi, si quelqu’un connaît l’explication précise, merci de poster un petit commentaire à la fin de cet article.

Merci donc à Serge Gracieux (Cité de l’espace), Lionel Baize (CNES), Paolo Nespoli (corps des astronautes de l’ESA), Daniel Scuka (ESA) et Delphine Gourdou (Astrium).

 

En savoir plus :

 

 

 

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17 septembre 2012 1 17 /09 /septembre /2012 14:45

  Baikonour - Soyouz - MetOp-B - Lancement - 17-09-2012A Baïkonour, décollage de la fusée Soyouz emportant sous sa coiffe le satellite européen MetOp-B.
Crédit image : Eumetsat

 

Une semaine après Spot 6, c’est le lundi 17 septembre 2012 à 16h28 (16:28:40 exactement) soit 18h28 en heure française qu’une fusée Soyouz a décollé du pas de tir n°6 de Baïkonour pour mettre en orbite le satellite météorologique européen MetOp-B pour le compte d’Eumetsat, l'Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques. 

 

Eumetsat - Metop B - Baïkonour - Arrivée pas de tir - 14-

MetOp dans la coiffe de la fusée Soyouz sur le pas de tir de Baïkonour. Crédit image : Eumetsat

 

C'est STARSEM, la filiale d'Arianespace, qui était l'opérateur de ce lancement. La mission porte le numéro ST25, la vingt-cinquième depuis le démarrage des activités de STARSEM en 1999.

Initialement prévu le 23 mai, le lancement avait été reporté à cause de vérifications de sécurité complémentaires concernant les “drop zones”, les zones de retombées des éléments du lanceur après le décollage.

Lundi, tous les voyants étaient au vert après les six semaines de préparatifs de la campagne de lancement. Après les vérifications du satellite et de ses instruments, les évènements s'étaient accélérés depuis une semaine avec :

  • Mardi 11 Septembre, moment d’émotion et dernière possibilité de faire les photos souvenir pour les équipes construit le satellite et participent à sa campagne au Kazakhstan : le satellite fixé sur l’étage supérieur Fregat a été placé sous la coiffe.
  • Vendredi 14 dans la matinée, la fusée Soyouz avec sa charge utile a été mise en place sur le pas de tir, selon la méthode russe : le lanceur Soyouz, en position horizontale, est transporté par train depuis le bâtiment d’assemblage final (MIK40) puis érigé sur la table de lancement.
  • Samedi 15, une répétition générale du lancement, qui a permis de donner les derniers feux verts et de confirmer le lancement de lundi. Celui-ci a été diffusé en direct sur les sites d’Eumetsat et de l’ESA.

 

Eumetsat - Metop B - Fregat - Soyouz - fairing - 11-09-2012 Metop B - Préparation lancement - MIK40 - 14-09-2012 

A gauche, le satellite MetOp sur l’étage Fregat avant la mise sous coiffe. Crédit image : ESA.
A droite, la fusée Soyouz quitte le MIK40. Crédit image : Eumetsat.

 

Et Hop : LEOP pour MetOp

Le premier signal radio confirmant la mise en orbite réussie est arrivé un peu plus d'une heure après le décollage de la fusée.

Quelques minutes après la séparation a commencé ce que les ingénieurs appellent la phase LEOP pour « Launch and Early Orbit Phase », les opérations destinées à progressivement mettre en service le satellite et ses instruments. Compte tenu de la complexité de MetOp, ces opérations durent trois jours. C’est àprès cette étape qu’Eumetsat prendra en main le satellite pour la recette en vol et la mise en service progressive des différents instruments.

C’est l’ESA depuis le centre ESOC (European Space Operations Centre) de Darmstadt en Allemagne qui est responsable de ces tâches qui commencent avec le déploiement du panneau solaire et le contrôle de l’alimentation électrique. Le troisième jour, le système de propulsion du satellite sera utilisé pour corriger l’orbite et la synchroniser sur celle de MetOp-A.

Comme pour la chronologie de lancement, les opérations de LEOP ont été méticuleusement répétées : Elles font intervenir des équipes se relayant 24 heures sur 24 à plusieurs endroits dans le monde : six stations de poursuite, en Europe (dont Mas Palomas sur l’île de Gran Canaria en Espagne), en Afrique, en Alaska et à Hawaï sont nécessaires pour rester en permanence en liaison avec ce satellite défilant à près de 27000 kilomètres par heure sur son orbite.

Inutile de dire que le travail d’équipe doit être parfaitement rodé et coordonné…

 

MetOp, le top en orbite basse

MetOp est le premier système européen de météorologie opérationnelle en orbite basse polaire : EPS, le système polaire d’Eumetsat. Opéré par Eumetsat, il complète les satellites Meteosat en orbite géostationnaire. A une altitude moyenne de 830 kilomètres, son orbite héliosynchrone permet d’accéder à des mesures complémentaires et à une résolution supérieure pour les images.

Embarquant des instruments inédits, il est également conçu pour assurer la complémentarité avec le système américain NOAA : en traversant l’équateur du nord au sud à 9h30 en heure solaire locale, c’est le satellite « du matin » alors que les satellites de la NOAA (US National Oceanic and Atmospheric Administration) sont les satellites de l’après-midi ». MetOp fait un tour de la Terre en 101 minutes et son cycle orbital se répète tous les 29 jours.

La première génération de MetOp compte trois satellites, MetOp-A lancé le 19 octobre 2006, MetOp-B lancé le 17 septembre 2012, et MetOp-C prévu en 2017

Les satellites MetOp sont des gros satellites : construits sur une plate-forme dérivée de celle d’Envisat, ils pèsent 4100 kg au lancement dont plus de 930 kg pour la charge utile. Leur taille est impressionnante : un volume d’environ 6,6 m sur 6,3 m sur 5 mètres et 17,6 mètres de longueur quand les antennes de trois instruments et le panneau solaire sont déployés. Ils sont conçus pour une durée de vie de 5 ans, soit une mission minimale d’environ 14 ans pour les trois satellites.

 

MetOp-A - 22-10-2007 - 18h16 Incendies Californie - AVHRR - Metop-A - 01-05-2008 - Nargis - Vent ASCAT

Deux exemples d’images illustrant les missions de MetOp. A gauche, les incendies en Californie en octobre 2007. A droite, mesure de la vitesse des vents du cyclone Nargis en mai 2008. Crédit image : Eumetsat

 

Le couteau Suisse de la météorologie, lancé du Kazakhstan par une fusée russe, est européen et international

Avec ses 13 instruments, MetOp est également un bel exemple de coopération internationale. C’est Astrium assure la maîtrise d’œuvre des satellites MetOp et la responsabilité du module de charge utile intégré. Voici une brève présentation, par ordre alphabétique, des instruments de MetOp et du meccano industriel correspondant :

 

 A-DCS

A-DCS (Advanced Data Collection System), la nouvelle version d’Argos, le célèbre système de positionnement et de collecte de données, désormais opéré par trois agences, le CNES, la NOAA et maintenant Eumetsat.

Fourni par le CNES, l’instrument est développé par Thalès Alenia Space.
 AMSU AMSU-A1 et AMSU-A2 (Advanced Microwave Sounding Unit) sont des sondeurs micro-ondes (entre 23 et 90 GHz) qui mesurent des profils de températures et d’humidité. Les instruments AMSU sont fournis par la NOAA et construits par Northrop Grumman.
 ASCAT

ASCAT signifie Advanced SCATterometer. Cet instrument, une version améliorée des premières versions d’ERS-1 et ERS-2, est un radar en bande C qui mesure la vitesse des vents à la surface des océans.

ASCAT a été développé par Astrium pour l’ESA et Eumetsat.
 GOME-2

GOME-2 (Global Ozone Monitoring Experiment–2) succède à GOME-1 (sur ERS-2) et à GOMOS sur Envisat). Il s’agit d’un spectromètre conçu pour la mesure de profiles d’Ozone, de dioxyde d’azote, de vapeur d’eau et d’autres gaz.

  

GOME-2 est conçu est fabriqué par Galileo Avionica en Italie, avec Laben, Innoware et TPD/TNO. GMV a fourni le prototype du calculateur sol.

 GRAS

GRAS signifie “Global navigation satellite systems radio occultation GNSS Receiver for Atmospheric Sounding”. Il s’agit d’un récepteur GPS utilisé de manière atypique pour effectuer des sondages atmosphériques de température et d’humidité en utilisant les perturbations de la transmissions des signaux radio.                    

GRAS est développé par Saab Ericsson Space en Suède avec Austrian Aerospace en Autriche, Sener et GMV en Espagne.

 HIRS HIRS est un sondeur à haute résolution qui travaille dans 19 canaux infrarouges (de 3,8 à 15 µm de longueur d’onde) et dans une bande visible. Exploité avec les données des instruments AMSU, il permet notamment d’établir des profils verticaux de température et de pression jusqu’à environ 40 km d’altitude.         

HIRS est un instrument fourni par la NOAA et réalisé par la NASA et ITT.

  IASI IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) mesure par interférométrie le spectre infrarouge émis par la Terre. IASI améliore les profils de températures de températures dans la troposphère et la partie basse de la stratosphère. Il mesure aussi l’humidité et les composants chimiques de l’atmosphère.

C’est le CNES qui fournit cet instrument fabriqué par Thales Alenia Space.

  MHS MHS (Microwave Humidity Sounder) collecte des données sur l’humidité de l’atmosphère et la temperature de surface. C’est un sondeur à micro-ondes qui travaille dans 5 fréquences de 89 à 183 Ghz. Les informations fournies ameliorant la connaissance de la glace dans l’atmosphère, des precipitations et de la neige. MHS vole également sur deux satellites NOAA.         

MHS a été conçu et développé par Astrium pour Eumetsat.

 SARP
 et
 SARR

SARP (Search And Rescue Processor) et SARR (Search And Rescue Repeater) sont deux charges utiles pour les secours et le sauvetage : SARP reçoit et traite les signaux de détresse des balises à 406 MHz équipant avions et navires. SARR reçoit également ces signaux et les transmet aux terminaux SARSAT au sol.

 

SARP est fourni par le CNES et réalisé par Thales Alenia Space. SARR est fourni par la NOAA et le département de la défense canadien et fabriqué par EMS à Montréal.

 SEM SEM (Space Environmental Monitor) est un instrument de mesure de l’environnement spatial, en particulier l’intensité des radiations et les flux de particules chargées au niveau de l’orbite de MetOp. SEM doit améliorer la connaissance des vents solaires. SEM est fourni par la NOAA et développée et fabriqué par la NASA et Assurance Technology Corporation (USA)

 

En savoir plus :

 

 

 

 

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8 septembre 2012 6 08 /09 /septembre /2012 18:55

3.. 2.. Inde..

Champagne matinal à Toulouse !

Dimanche 9 septembre au matin, pas de grasse matinée à Toulouse : beaucoup de salariés d’Astrium se sont levés tôt pour assister, avec leurs enfants, à une étape très importante de la vie de la famille Spot : le lancement de Spot 6, le petit dernier.

C’est à 6h23 du matin en heure française, soit 4h23 UTC et 9h53 en heure locale que la fusée indienne PSLV-C21 a décollé du centre spatial Satish Dhawan à Sriharikota. Elle a mis en orbite polaire trois satellites : Spot 6, Proiteres, un satellite japonais de 15 kg de l’institut de technologie d’Osaka et un satellite expérimental indien

Le compte-à-rebours a démarré le 7 septembre 2012 après la revue d’aptitude au lancement et le feu vert donné par le LAB (Launch Autorisation Board) de l’ISRO (Indian Space Recherche Organisation).

A l’heure où je mets à jour cet article, on attend la confirmation des paramètres orbitaux. Ceux de Proiteres ont déjà été publiés par des radio-amateurs japonais.

 

lancement-PSLV--C21---Spot-6---Decollage---ISRO---Astrium.jpg9 septembre 2012, 4h23 UTC : décollage de la fusée indienne PSLV-C21 avec le satellite Spot 6
sous sa coiffe. Crédit image : ISRO

 

Spot 6 : petit, agile, il fera mieux que ses parents

L’année du dixième anniversaire du lancement de Spot 5, Spot 6, qui sera rejoint dans un an par son jumeau Spot 7, assurera la continuité de la famille Spot.

Réalisés à Toulouse par Astrium Satellites et opérés par Astrium Services, Spot 6 et Spot 7 seront placés sur la même orbite que les satellites Pléiades. Positionnés ainsi, la constellation de 4 satellites pourra fournir des images très rapidement.

Mieux que ses parents ? Il est beaucoup plus léger, 720 kilogrammes, à comparer aux trois tonnes de Spot 5. Il conserve un des atouts qui a fait le succès de Spot 5 : une large fauchée de 60 km. La performance, c’est de fournir sur des images couvrant une zone aussi large en une seule passe une résolution très supérieure : les produits images seront échantillonnés à 1,5 mètres.

Au total, une capacité d’acquisition de six millions de km² par jour !

Un autre record : Spot 6 et Spot 7 sont conçus pour avoir une durée de vie de 10 ans. C’est beaucoup plus que la norme pour les satellites en orbite basse.

 

Astrium - Satellite Spot 6Vue d’artiste du satellite Spot 6. On distingue au premier plan les deux télescope de 200 millimètres
pour assurer un champ de 60 km. Un air de famille avec la plate-forme de Pléiades : oui, ce sont
deux satellites agiles. Crédit image : Astrium

 

Dernier record : le calendrier de développement. 3 ans et demi : même en réutilisant en partie des solutions éprouvées (le télescopes NAOMI en SiC par exemple), c’est un exploit de mener à bien un programme aussi exigeant en si peu de temps. Il fallait également innover pour tenir les exigences de qualité : une nouvelle plateforme Astrosat 500 MkII, une nouvelle avionique, un nouveau détecteur pour l’instrument.

Cela a été rendu possible grâce à l’exceptionnelle mobilisation de plus de 500 personnes dans les équipes impliquées.

Anecdote : dimanche, c'était en fait le deuxième vol de Spot 6. Le 1er août 2012, il avait quitté Toulouse à bord d’un Boeing 747 cargo pour rejoindre l’Inde. Pendant tout le mois d’août, l’équipe projet sur place a préparé ce lancement.

J’aurai l’occasion de revenir en détail sur les caractéristiques de Spot 6 en présentant, très vite je l’espère, les premières images.

On reparlera également de son financement : c’est peut-être la plus grande nouveauté... un modèle totalement inédit.

 

4 étages pour monter au ciel : la fusée indienne PSLV

Ce lancement est également une bonne opportunité de découvrir le programme spatial indien et la fusée PSLV.

Sur son site, l’ISRO parle de sa 100ème mission spatiale, avec, après le lancement de Spot 6, 62 satellites et 38 fusées. Je vous laisse le soin de faire la liste complète.

La fusée PSLV est la plus utilisée et la plus fiable des fusées indiennes. Elle a volé pour la première fois en 1993 et le lancement de dimanche sera son vingt-deuxième vol.

Le lancement de Spot 6 est la deuxième mission de l’année, après la mise en orbite du satellite indien Risat-1 en avril 2012.

Avec 44 mètres de hauteur et 2,80 mètres de diamètres, PSLV est une fusée à quatre étages.

Il a fallu attendre 1080 secondes, soit 18 minutes, et trois séparations d’étages pour avoir la confirmation de l’injection en orbite de Spot 6, à 660 kilomètres d’altitude sur une orbite inclinée à 98,23°, juste avant Proiteres.

La coiffe, que les indiens nomment bouclier thermique ("« heat shield") est larguée à 150 kilomètres d’altitude environ après un peu plus de 3 minutes de vol.

 

ISRO - Spot 6 - PSLV C21 - Lanceur

La fusée indienne PSLV-C21
pendant les préparatifs du
lancement du 9 septembre 2012. Crédit image : ISRO
 

Pour Spot 6, c’est la configuration “Core Alone” qui est utilisée, c’est-à-dire sans l'ensemble des propulseurs d’appoint à poudre entourant le premier étage.

 

ISRO---Profil-lancement---Spot-6---Proiteres---PSLV-C21.jpgLe profil de lancement de la mission PSLV-C21 jusqu’à la séparation de Spot 6 et de Proiteres.
Crédit image : ISRO

 

Le centre spatial Satish Dhawan

On a souvent évoqué sur ce blog les centres de lancement de Kourou en Guyane française, le Kennedy Space Center en Floride ou encore Baïkonour au Kazakhstan.

Le lancement de Spot 6 est l’occasion de faire connaissance avec le centre spatial indien.

Couvrant une surface d’environ 175 km2, c’est le principal centre de lancement indien situé au sud-est de l’inde, à Sriharikota, dans l’état d’Andhra Pradesh, à une centaine de kilomètres au nord de Chennai (anciennement Madras).

Les coordonnées géographiques sont d’environ 13°43’ de latitude nord et 80°14’ de longitude est.

Il a été mis en service en 1971 avec des lancements de fusées-sondes Rohini de type RH 125. C’est également de ce site de lancement qu’est partie la sonde lunaire Chandrayaan 1 en octobre 2008.

L’acronyme SHAR est très utilisé : il correspond à l’ancien nom du site : Sriharikota High Altitude Range qui s’est ensuite appelé Sriharikota Launching Range. Le nom actuel date de 2002, du nom de l’ancien president de l’ISRO mort cette année-là.

La position et les équipements du centre et de ses deux ensembles de lancement, sur la côte est, permettent des lancements en orbite polaire ou en orbite de transfert géostationnaire. Il est également utilisé pour les lancements de fusées sonde pour l’étude de l’atmosphère.

 

Terra---MODIS---Inde---06-09-2012---500m.jpgPour fixer les idées, une image du sud de l'Inde acquise par le capteur MODIS du satellite Terra le
6 septembre 2012. Je n'ai pas sous la main d'images à haute résolution de Spot 5 ou de Pléiades.
Le SHAR est pratiquement en haut à droite, légèrement en dessous de la bande nuageuse, sur la
bande étroite à l'est du lac Pullicat. Le fleuve au nord est le Pennar (la navigation doit être facile...)
Crédit image : NASA/GSFC, Rapid Response.

 

Un curiosité : quart d’heure toulousain et demi-heure indienne

9h51 en heure locale, 4h21 UTC… 5h30 de décalage avec l’heure UTC ? Effectivement c’est une petite curiosité : l’Inde est un des rares pays, du fait de sa position géographique, qui n’utilise pas un décalage d’une nombre d’heures entier avec l’heure du méridien de Greenwich.

 

Pas de choix dans l’heure…

La fusée est partie avec seulement 2 minutes de décalage par rapport à la chronologie prévisionnelle, a priori un retard volontaire en fonction des calculs de risques de débris (je n'ai pas la confirmation). Comme pour les autres lancements de satellites héliosynchrones, il n’y avait pas beaucoup de marge de manœuvre sur l’heure de départ de la fusée. S’il y avait eu un retard de chronologie ou un décalage dans les préparatifs de lancement, il aurait fallu à nouveau se lever très tôt le lundi matin...

 

Les paramètres orbitaux…

En attendant les valeurs pour Spot 6, voilà un premier jeu de paramètres publié par des radio-amateurs japonais pour le second passager Proiteres.

 

         1 00000U 12000000 12253.19548611 .00000000 00000-0 00000-0 0 00000
         2 00000 098.2866 318.6661 0007529 339.8320 229.4493 14.73777833 00000

 

Pour ceux qui ne lisent pas couramment le format TLE (Two-Lines Elements), cela donne :

  • Demi grand-axe : 7027,17 km
  • Excentricité : 0.00075298
  • Inclinaison : 98,287°
  • Ascension droite du noeud ascendant : 318,67°
  • Argument du périgée : 339,83°
  • Altitude de l'apogée : 654,32 km
  • Altitude du périgée : 643,74 km
  • Anomalie vraie : 229,38°

Cela ne vous parle toujours pas ? Je crois qu'il faudra présenter tout ça en détails dans un prochain article.

 

En savoir plus :

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31 mai 2012 4 31 /05 /mai /2012 16:30

Comme au bon vieux temps...

Un peu plus grosse que les capsules Mercury de l'étoffe des héros mais, de loin, ça ressemble... La capsule Dragon vient d'amerrir.

 

SpaceX---Dragon---Amerrissage---Splashdown---JSC---2012E05780.jpg

Une des premières photos de la capsule Dragon en mer, attendant la récupération

 

Froid dans le dos, chaud devant...

Il y a quelques jours, le vaisseau Dragon s'approchait de la station spatiale internationale avant de s'y arrimer le 25 mai. Andre Kuipers, astronaute néérlandais de l'ESA (Agence Spatiale Européenne) avait pris ces deux photographies spectaculaires avec les montagnes rocheuses et la Namibie en arrière plan. Pas ou peu de nuages et belle lumière...

 

ISS---Dragon---Montagnes-rocheuses---Kuipers---ESA-NASA.jpg

ISS - Dragon - Namibie - Kuipers - ESA-NASALe vaisseau-cargo Dragon vu depuis l'ISS avec les montagnes rocheuses (en haut) et la Namibie
(en bas) en arrière plan
. Crédit image : ESA / NASA

 

Désarrimage et rentrée atmosphérique : ça chauffe pour le Dragon

Le jeudi 31 mai 2012, 9 jours après son lancement par une fusée Falcon 9, le vaisseau cargo Dragon de SpaceX a été désarrimé du module Harmony de l’ISS a 8h07 UTC (4 :07 EDT). Ensuite, à 8h49 UTC, il a été libéré du bras robot Canadarm2 de la station spatiale, sous le contrôle des deux ingénieurs de vol Andre Kuipers et Joe Acaba.

La rentrée atmosphérique destinée à freiner le vaisseau et préparer son retour sur Terre a commencé effectivement à 14h51 UTC.

 

  SpaceX---Dragon---splashdown---08-12-2010.jpg

L'amerrisage du premier vaisseau Dragon en décembre 2010. Crédit image : SpaceX

 

Retour sur la mer ferme

15h44 UTC : Mission accomplie ! Il s'est écoulé moins de 7h45 entre le désarrimage de l'ISS et le contact avec la surface de l'eau.

Contrairement à la méthode employée par les russes, dans le cas de Dragon, il s’agit d’un amerrissage : après l’ouverture des parachutes (deux auxiliaires et trois principaux de 47 mètres de diamètre), la capsule vient d’effectuer son « splashdown » dans l’océan Pacifique à l’ouest de la péninsule de Basse-Californie au Mexique.

Ci-dessous, une vidéo sur Youtube montrant la séquence d'ouverture des parachutes (Note : il s'agit d'un test de largage à haute altitude effectué en août 2010). Les deux parachutes auxiliaires de petite taille servent à stabiliser la capsule et à réduire sa vitesse avant l'ouverture des parachutes principaux. Sans eux, la vitesse entraînerait une tension trop élevée sur les sangles au moment de l'ouverture des prachutes principaux.

 

 

 

Vidéo montrant la séquence de récupération sous parachute. Test de largage à haute altitude
effectué en août 2010. Dans les 10 première secondes, on peut voir fugitivement la grue volante
qui procède au largage. Crédit image : SpaceX

 

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25 mai 2012 5 25 /05 /mai /2012 15:13

Attraper un Dragon avec le bras à 28000 km/heure : c'est possible...

"Looks like we caught a Dragon by the tail"...

Sur son compte twitter, l'astronaute américain Don Pettit a plutôt évoqué une autre partie du corps (du Dragon)... Le 25 mai 2012, à 13h57 UTC soit 15h57 à Paris, SpaceX annonce la nouvelle par un message court également sur twitter : "SpaceX ‏@SpaceX CAPTURE COMPLETE!!!".

Dans les minutes précédentes, deux autres tweets confirmaient que tout se passait bien dans la dernière ligne droite : "SpaceX ‏@SpaceX The station's robotic arm is heading towards #Dragon."

Et juste avant.. :  "#Dragon is go for capture! "

Cette réussite suit celle du lancement de la fusée Falcon 9 en début de semaine.

 

NASA - ISS - Capture Dragon - SpaceX

En haut, photographie prise depuis la station spatiale internationale juste avant la capture du
vaisseau spatial Dragon par le bras robot de l'ISS. En bas, copie d'écran de la retransmission vidéo
en webcast. Crédit image NASA.

 

De Mercury à la douceur du dragon

Les astronautes vont maintenant procéder à de nouvelles vérifications avant d'ouvrir la trappe d'accès et récupérer la nourriture tant attendue... Pas d'inquiétude pour le stock avec l'ATV-3 Edoardo Amaldi arrimé depuis fin mars à l'ISS qui inaugure une configuration inédite avec un ATV, un Dragon et quelques vaisseaux Soyouz...

Au fait, vous avez trouvé le quiz du mois de mars avec la photo mystère de l'ATV ? Réponse dans quelques jours... Très en retard mais j'ai eu beaucoup de mal à vérifier tous les éléments.

Pour la petite histoire, il y a presque exactement 50 ans aujourdhui, un autre astronaute semblait perplexe en contemplant le hublot d'un autre vaisseau spatial. C'était Scott Carpenter au moment de pénétrer dans la capsule Aurora 7 au sommet de la fusée Mercury Atlas, quelques minutes avant son décollage le 24 mai 1962. Dans le cadre du programme Mercury, juste après John Glenn, il allait devenir le second américain à faire un tour en orbite.

Le temps passe, l'aventure continue... L'espace continue a en faire rêver quelques uns !

 

NASA - Scott Carpenter - Mercury - 50 ans - 24 mai 1962

 Il y a 50 ans, Scott Carpenter, un des sept astronautes du programme Mercury, avant d'être installé
dans le vaisseau Aurora 7. Crédit image : NASA

 

 

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22 mai 2012 2 22 /05 /mai /2012 09:03

22 mai 2012, 7h44 UTC : trois jours après l’annulation du tir à la dernière minute, c’est aujourd’hui (en pleine nuit en Floride, à 3h44 en heure locale) que la société privée SpaceX a finalement lancé la fusée Falcon 9 depuis la base aérienne de Cap Canaveral, près du Centre spatial Kennedy. La fusée emporte la capsule Dragon qui doit rejoindre la station spatiale internationale.

Dans la nuit de vendredi à samedi, c’est une panne sur une valve d’un des moteurs du premier étage qui avait entraîné l’interruption des opérations de lancement, une demi-seconde avant le décollage !

 

Des flammes pour le faucon, pas pour le dragon

Aujourd'hui, presqu'exactement deux mois après le lancement de l'ATV-3 depuis Kourou,  le décollage a eu lieu exactement à l'heure prévue : comme la plupart des vols destinés à rejoindre l'ISS ou un autre satellite, il n'y a pas de créneau de lancement. En cas de report, il y avait un nouveau créneau vendredi mais avec une météo moins favorable. Sinon, il aurait fallu attendre la mi-juin.

 

Space-X---Falcon-9---Dragon---22-05-2012---7h44.jpg Décollage de la fusée Falcon 9 emportant la capsule Dragon vers la Station Spatiale Internationale.
Crédit image : SpaceX

 

Les deux images suivantes sont extraites de la vidéotransmission du lancement : en haut, à H + 10m19s, la caméra de la capsule Dragon filme le panneau fermé. Notez la structure en nid d'abeilles visible sur la tranche). En bas, à H + 12m11s, la panneau est ouvert : les charnières et les cables sont bien visibles

 

Space X - Dragon - panneau fermé - H+10m19

Space-X---Dragon---panneau-ouvert---H-12m11.jpg

L'ouverture des panneaux solaires de la capsule Dragon.  Crédit image : Space X

 

Space-X---Dragon-in-orbit---22-05-2012.jpg

13 minutes après le départ de Cap Canaveral, la capsule Dragon est en orbite.
Crédit image : SpaceX

 

Amarrage à l'ISS : pas de bouchon pour la capsule

Pas de bouchons... parce qu'il n'y a plus assez de capsules pour desservir l'ISS. Depuis la fin des vols de la navette en juillet 2011, seuls les russes ont actuellement la capacité de transporter l'équipage et le fret vers la station internationale. Les Européens, avec un total de 5 cargos ATV (3 ont déjà été lancés), et les japonais ont une capacité de fret.

Si tout se passe bien, Dragon sera le premier vaisseau d'une société privée à s'amarrer à l'ISS. Cette réussite marquera le début d'une nouvelle forme de transport spatial.

Le vaisseau partiellement réutilisable ne transporte aucun passager ; il va livrer à l'équipage de la station spatiale internationale 521 kilos de fret et devrait ensuite ramener 660 kilos de déchets sur terre. Dragon pèse six tonnes, mesure 5,9 mètres de haut pour un diamètre de 3,6 mètres.

Avant l’amarrage, une série de tests et de manoeuvres seront effectués à environ 2,5 km de l'ISS, à distance de la station puis à proximité. Pour l'amarrage, la méthode est très différente de celle utilisée pour l’ATV ou les vaisseaux russe Soyouz et Progress : la capsule Dragon sera « attrapée » par le bras robotisé de l’ISS télécommandé par les astronautes de l’équipage. Cette opération doit normalement avoir lieu le quatrième jour de la mission. L'écoutille sera ouverte le cinquième jour.

Après quinze jours, Dragon devrait quitter l'ISS pour retourner sur Terre, ou plus précisément en mer : la capsule, la partie récupérable du vaisseau doit amerrir dans le Pacifique au large de la Californie.

Une description complète de la mission est disponible (en anglais) dans un dossier de presse "Space X COTS 2 mission".

 

Space-X---Dragon---ISS---Bras.jpgVue d'artiste de la capsule SpaceX à l'approche de l'ISS. Crédit image : NASA

 

Animation vidéo résumant la mission du vaisseau Dragon et l'amarrage à L'ISS. Crédit : SpaceX


La capsule Dragon de SpaceX en orbite : une équipe qui a de la bouteille 

La société privée SpaceX, pour Space Exploration Technologies Corporation) n’a été créée qu’en 2002. Elle a pourtant été sélectionnée par la NASA qui lui a confié un contrat de 1,6 milliards de dollars pour le « transport de fret » vers la station spatiale internationale dans le cadre du programme COTS (Commercial Orbital Transportation Services), un sigle identique à celui de « Commercial Off the Shelf » (en bon français, « produit sur étagère »). Cette nouvelle politique de la NASA est une des solutions choisies pour faire face au manque de véhicules de transports après l’arrêt des vols de la navette spatiale américaine, après la dernière mission de juillet 2011.

 

NASA---COTS-presentation.jpgLe concept COTS de la NASA : Commercial Orbital Transportation Services. Crédit image : NASA


Merlin l'enchanteur : oxygène liquide, kérosène et liquide tout court...

Même si la compagnie SpaceX est très jeune (par comparaison à d'autres acteurs de l'industrie spatiale), son équipe n'a pas démarré dans un garage... Les capitaux ont été apportés par Elon Musk, le fondateur de Paypal et de Zip2. La présidente en charge de la commercialisation est Gwynne Shotwell, qui a passé 10 ans chez Aerospace Corporation. Avant de rejoindre Space X à la création de la société, Tim buzza était chef de projet des essais du lanceur delta IV de boeing. Le responsable de la production, Andy Lambert, vient de l'industrie automobile (BMW et la ligne de production MINI), avec une bonne expérience de la montée en cadence des chaines de prodcution. Le directeur commercial Barry Matsumori a travaillé pour Qualcomm, SpaceSystems Loral et General Dynamics.

Tom Mueller est l'expert en propulsion : il a passé 14 ans chez TRW où il supervisait toutes les activités sur les moteurs à propulsion liquide.

Parmi les autres dirigeants, on peut citer également Robert Reagan, qui a travaillé pour Certified Fabricator Inc sur des équipements de la station spatiale internationale et du réservoir externe du space shuttle, et Marv VanderWeg, ancien d'ULA (United Launch Alliance) et de Lockheed Martin où il travaillait sur le programme Atlas.

En bref, pas exactement des débutants ou des amateurs... La réussite du lancement d'aujourd'hui le confirme et crédibilise ce nouveau modèle économique pour l'industrie spatiale : si vous êtes passionnés d'espace, essayez de convaincre un milliardaire qui a fait fortune avec Internet dans la Silicon Valley...


3ème vol d’essai de la fusée Falcon 9 : une vraie réussite pour le Faucon 9

Le lancement d'aujourd'hui est le troisième vol d'essai réussi de cette fusée à deux étages de 47 mètres de haut. Elle a déjà été lancée avec succès en juin 2010 et en décembre 2010. Le second vol avait permis de vérifier la mise en orbite Dragon et sa récupération. C’était déjà une première pour un opérateur privé.


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17 mai 2012 4 17 /05 /mai /2012 15:36

Comme à la parade…

Dans la nuit du 15 au 16 mai 2012, à exactement 22h13 UTC soit 00h13 à Paris et 19h13 à Kourou, une nouvelle fusée Ariane, le vol VA206, a été lancée depuis le Centre Spatial Guyanais à Kourou, au début du créneau de tir. Après un vol parfaitement nominal, elle a mis en orbite de transfert géostationnaire deux satellites de télécommunication, JCSAT-13 et VINASAT-2.

Les deux satellites ont été construits par la société américaine Lockheed Martin. La décision de choisir le lanceur Ariane 5 pour un lancement simultané de deux satellites montre la confiance qu’inspirent la fusée européenne construite par EADS Astrium et le savoir-faire des équipes d’Arianespace et du CNES.

Pour ce lancement, le CNES inaugurait une retransmission en ligne sur son site Internet.

 

Ariane 5 - Kourou Décollage VA206 - Caméra Toucan Lancement de la fusée Ariane 5 VA-206 vue depuis le site Toucan.
Crédit image : ESA – CNES – Arianespace / Optique Vidéo du CSG – S. Martin

 

La réussite à en quelques chiffres

Quelques chiffres permettent de se faire une idée de la fiabilité et de la performance de la fusée européenne Ariane 5 :

  • 48 lancements consécutifs réussis, un record mondial de fiabilité pour un lanceur commercial.
  • Le 206ème vol d’une fusée Ariane (la première a été lancée le 24 décembre 1979) emportait une charge totale d’environ 8300 kg, avec 7500 kg pour les deux satellites (4528 kg pour JCSAT-13, 2969 kg pour VINASAT-2) et 800 kg pour le système de lancement double SYLDA.
  • Pour Arianespace, cela correspond à 300 satellites principaux lancés, nombre auquel il faut ajouter 50 charges utiles auxiliaires ou de plus petite taille.
  • Ariane 5 emportant les 100ème et 101ème satellites géostationnaires commerciaux fabriqués par Loockhed Martin, les 42ème et 43ème lancés par Arianespace.
  • JCSAT-13 est le 27ème satellite confié par un opérateur japonais à Arianespace. Ce lancement marque 23 ans de relation entre l’opérateur SKY Perfect JSAT Corporation et Arianespace : JCSAT-1 a été lancé en 1989 par une fusée Ariane 4. VINASAT-1 avait été lancé par Ariane 5 en avril 2008.

 

Ariane 5 - VA206

Décollage du vol Ariane 5 VA-206 depuis le CSG en Guyane Française.
Crédit image : Arianespace.

 

Un fil d’Ariane dans le chas d’une aiguille à près de 36000 kilomètres d’altitude

Les derniers chiffres portent sur la précision opérationnelle : la trajectoire de la fusée Ariane 5 lancée le 16 mai 2012 a permis d’obtenir la précision suivante :

  • Périgée : 250,2 km (objectif : 250,0 km, soit un écart de 200 mètres)
  • Apogée : 35 927 km (objectif : 35 909 km, soit un écart de 18 km)
  • Inclinaison : 1,97° (objectif : 2,00°)

Les chiffres indiqués correspondent aux paramètres orbitaux au moment de l’injection en orbite de l’étage supérieur de la fusée Ariane.

 

Une belle performance du spatial européen : ni hasard, ni lauriers définitifs

Dans le domaine du spatial, on ne parvient pas à niveau de fiabilité par hasard. S’arracher à la terre, quitter l’atmosphère et mettre en orbite un satellite sur la bonne orbite reste une mission extrêmement complexe.

C’est l’engagement sur la qualité totale et le zéro défaut de l’ensemble des acteurs européens impliqués dans le programme Ariane qui permettent d’atteindre les chiffres record cités plus haut : Astrium, CNES, Agence Spatiale Européenne, Arianespace, etc. Le savoir faire et l’expérience des équipes depuis la conception jusqu’aux opérations en Guyane y contribuent largement. Pour François Auque, PDG d’Astrium, « cette démonstration de réussite et de fiabilité renforce la validité du modèle industriel européen de conception et de production d’Ariane 5 ».

Impossible de se reposer sur ces lauriers, même s’ils sont mérités : la compétition internationale dans le domaine des lanceurs commerciaux s’intensifie. Le marché et la taille des satellites évoluent également. Comme pour toutes les activités commerciales, il est important de lancer des nouveaux produits pour rester dans la course. C’est le cas par exemple du projet Ariane 5 ME, ME pour Mid-life Evolution. Pour la première fois, c’est l’industrie – Astrium – qui est en charge de la maîtrise d’œuvre de développement. Il faut également préparer les lanceurs du futur…

 

Deux satellites géostationnaires de télécommunication

JCSAT-13 a été construit par Lockheed Martin Commercial Space Systems pour l’opérateur japonais SKY Perfect JSAT Corporation. Une fois sur son orbite définitive, il sera positionné à 124 degrés Est de longitude. Sa durée de vie nominale est de plus de 15 ans. JCSAT-13 assure les liaisons de télévision directe depuis l’orbite géostationnaire sur l’ensemble de l’archipel japonais, en remplacement du satellite JCSAT-4A, et des services satellitaires sur l’Asie du Sud-est. JCSAT-13 est équipée de 44 transponders en bande Ku.

VINASAT-2, second passager du vol VA206, a également été construit par le groupe américain Lockheed Martin Commercial Space Systems pour l’opérateur vietnamien, Vietnam Posts and Telecommunications Group (VNPT). Il sera positionné à 131,8 degrés Est. Il est conçu pour assurer une mission opérationnelle pendant plus de 15 ans. VINASAT-2 fournira des liaisons de radio, de télévision et de téléphonie pour tout le Vietnam : il est équipé de 24 transpondeurs en bande Ku.

 

Le rythme continue...

A Kourou, pour Arianespace, c’était le second lancement Ariane 5 de l’année 2012, après le lancement de l’ATV 3, une charge utile record de 20000 kg, et le vol inaugural réussi de la fusée Vega en mars.

Le prochain vol devrait avoir lieu le 19 juin 2012, avec la mise orbite de nouveaux satellites : EchoStar 17, construit par Space Systems Loral pour l’opérateur Hughes Network System, et le troisième exemplaire de Meteosat Second Generation (MSG-3) construit par un consortium piloté par Thales Alenia Space pour l’organisation européenne de météorologie Eumetsat.

  ISS - Lancement Ariane - ATV-3 - pose longue

     Une photo prise depuis la station spatiale internationale au moment du premier lancement Ariane
5 en 2012,  celui qui emmenait l’ATV-3. En cherchant bien, on peut voir la fusée Ariane. Les traits
lumineux sont les étoiles vues en poste longue : l'ISS évolue à 28000 km/h. Crédit image : NASA.

 

Le choix du nom ? De fil en aiguille…

L’histoire d’un nom ? Il est toujours compliqué de savoir 40 ans après quelle a vraiment été l’origine du nom Ariane.

Le texte ci-dessous est écrit à partir de trois témoignages d’acteurs de l’époque : une communication d’André Lebeau, Président du CNES entre 1995 et 1996, à l’occasion d’un colloque de l’IFHE (Institut Français d’Histoire de l’Espace), une citation de Peter Creola, à l’époque délégué de la Suisse au conseil de l’ESA, extraite d’une fasciule historique de l’ESA (Agence Spatiale Européenne) et des propos William Huon dans son livre « Ariane, une épopée européenne ».

Après l’échec de la fusée Europa, le nouveau projet de lanceur européen était désigné par le sigle LIIIS, pour « lanceur trois étages de substitution ». Un projet n’existe vraiment qu’à partir du moment où il porte un « vrai » nom. Il fallait en trouver un…  Un brain-storming fut proposé par André Lebeau, qui accompagnait le ministre Jean Charbonnel à une réunion de l’ESA à Bruxelles. Il fit circuler un feuille blanche où il avait écrit : « un nom pour L3S ? »

La réunion se prolongeait dans la nuit du 31 août au 1er septembre 1973, date de la fête nationale suisse. Dans la liste des propositions, on vit donc apparaître « Edelweiss » ou « Guillaume Tell » et d’autres suggestions vibrantes comme « Prométhée » ou pleine de sous-entendus comme « Patience ».

Couverture CNES LIIIS Couverture du dossier de
synthèse du lanceur L3S

Sauf erreur, le nom Ariane n’était pas dans la liste…

Un seul nom recueillit trois voix : « Vega », une étoile de la constellation de la Lyre. Mais lorsqu’au mois de septembre il fallut compléter les blancs laissés dans le texte de l’accord relatif au développement du lanceur européen, la délégation française exprima une objection de dernière minute : le Ministre Jean Charbonnel ne voulait pas de « Vega » car une bière portait ce nom.

Pour la France, principal partenaire du programme, trois noms seulement pouvaient être envisagés : « Phénix, Pénélope ou Ariane ». Pour le délégué allemand, Phénix était exclu : les cendres de l’ELDO étant encore brûlantes. Le nom de Pénélope fut rejeté car l’on envisageait premier vol au bout de six ans et non pas après vingt ans d’attente.

Restait Ariane : Le fil d’Ariane avait permis à Thésée de trouver la sortie du labyrinthe.

Pour les suisses, Ariane fait trop penser à Marianne. Pour les allemands, Ariane faisait penser aux quartiers chauds de Hambourg. Finalement, malgré les objections, les sceptiques des deux sexes, qui estimaient que ce prénom féminin ne convenait pas à la forme phallique du lanceur européen, s’inclinèrent finalement et, très vite, le nom d’Ariane se popularisa.

Si tout cela est vrai, c’est donc peut-être à la passion de Jean Charbonnel pour la Grèce antique qu’Ariane doit son nom.

Malgré la bière, Vega a quand même fini par ressortir…

Pour la petite histoire, pendant des années, « Les filles d’Ariane » fut le nom du bulletin de liaison des clubs de mini-fusées de Planète Sciences.

 

En savoir plus :

 

 

 

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11 avril 2012 3 11 /04 /avril /2012 14:58

Vol suborbital ou mise en orbite : Premier vol d’Alan Shepard ou vol historique de Gagarine. Toujours d’actualité plus de cinquante ans après…

Le lancement semble imminent : mercredi, la Corée du Nord a annoncé avoir commencé les opérations de remplissage en carburant de sa fusée. Selon le régime nord-coréen, la fusée Unha-3 décollera de la base de lancement de Tongchang-ri pour mettre en orbite un satellite civil d’observation de la Terre, baptisé Kwangmyongsong-3 pour « étoile brillante ». Les Etats-Unis, la Corée du sud et le Japon pensent que Pyongyang prépare en fait un essai de missile balistique, comme celui qui a été effectué en avril 2009, avec une spectaculaire image satellite du décollage du missile, suivi par un essai nucléaire.

La date exacte du lancement reste inconnue mais cela pourrait être avant le 15 avril, date de naissance de Kim II-Sung, fondateur de la République populaire démocratique, dont le pays célèbre le centième anniversaire. Son successeur, Kim Jong-Un, doit être nommé mercredi 11 avril au poste de secrétaire général du Partie du Travail de Corée.

Quelques journalistes et des experts étrangers ont pu visiter le centre spatial de Tongchang-ri puis le centre de contrôle des satellites.

Les satellites d’observation civils et militaires ont évidemment été programmés pour suivre les préparatifs du lancement. A titre d’exemple, voici quelques images de satellites d’observation civils à très haute résolution prises depuis environ un mois.

 

Digital Globe - Corée nord - Missile ou fuséeImage du site de lancement de Tongchang-ri prise le 6 avril 2012 par un satellite de la société
Digital Globe. Crédit image : Image (c) 2012 DigitalGlobe, Inc.

 

Digital Globe - Corée nord - Missile ou fusée - Tong Chang-ri Digital Globe - Corée nord - Missile ou fusée - -copie-2

Deux autres images du même site. A gauche, image prise le 28 mars 2012.
A droite, image du 17 mars 2012. Crédit image : Image (c) 2012 DigitalGlobe, Inc.

 

Quelle vitesse de "libération" en Corée du Nord ?

La vitesse, c’est la question principale pour savoir s’il s’agit d’un essai de missile balistique ou de la mise en orbite d’un satellite.

Un missile balistique a une trajectoire qui lui fait quitter l’atmosphère et pénétrer, temporairement, dans l’espace, au-delà de la ligne de Karman, à 100 kilomètres d’altitude, qui définit pour la Fédération aéronautique Internationale la frontière entre l’atmosphère terrestre et l’espace.

 

Charge utile ou charge néfaste ?

Même si sa portée peut être très grande, plusieurs milliers de kilomètres pour les ICBM (Intercontinental Ballistic Missile), la vitesse d’un missile balistique est insuffisante pour rester dans l’espace, pour satelliser une charge utile.

Sa trajectoire est suborbitale comme celle de la première capsule Mercury (Freedom 7) à bord de la quelle l'astronaute américain Alan Shepard a effectué le 5 mai 1961 un vol suborbital d’un peu plus de 15 minutes : la fusée Mercury-Redstone ne permettait pas d’atteindre la vitesse de satellisation assurant la mise en orbite. Un mois plus tôt, le 12 avril 1961, avec le vol historique de Youri Gagarine, quatre ans après Spoutnik, l’URSS avait réussi la première mise en orbite d’un vaisseau habité, au cours de la mission Vostok-1.

 

Est-ce que dans cette position sur l'orbite la ligne de Karman sautera ?

Alan Shepard a atteint une altitude de près de 190 kilomètres, comme Virgil Grissom avec Liberty Bell 7 trois mois plus tard. Grâce à la fusée Mercury-Atlas, John Glenn, le cinquième américain du groupe des sept, à bord de la capsule Frienship 7, reste près de cinq heures autour de la Terre, en effectuant 3 orbites complètes. On a fêté en février 2012 le cinquantième anniversaire du premier américain en orbite.

Pour le Vostok-1 de Gagarine, le périgée (point le plus proche de la Terre) est à 181 km d’altitude et l’apogée (le point le plus éloigné) à 327 kilomètres. Une seule orbite a été bouclée en 90 minutes environ.

L’altitude est différente mais c’est surtout une affaire de vitesse qui distingue un vol suborbital d’une mise en orbite :

Après 2 minutes et 22 secondes, la vitesse maximale d’Alan Shepard est de 2,3 kilomètres par seconde (environ 8262 km/h) au moment de l’extinction des moteurs : le vol se poursuit avec une trajectoire balistique (vaisseau uniquement soumis à la force de gravité et au freinage atmosphérique) et atteint son altitude maximale en 5 minutes.

Pour Gagarine, deux minutes après le décollage de la fusée Soyouz et la séparation des quatre gros blocs moteurs latéraux, l’étage central continue sa poussée. Le système propulsif du vaisseau Vostok prend ensuite le relais pour atteindre une vitesse de 7,85 kilomètres par seconde, près de 3,5 fois celle de la Mercury-Redstone de Shepard.

Point important : il s'agit bien d'une vitesse tangente à la trajectoire (on pourrait presque dire "horizontale") et non d'une vitesse dirigée verticalement du bas vers le haut : si un fusée décolle verticalement, c'est pour sortir le plus rapidement possible des couches denses de l'atmosphère. L'essentiel de la mission d'un lanceur consiste à communiquer une vitesse "horizontale", tangente à la trajectoire au point d'injection, suffisante pour assurer la mise en orbite. Regardez bien l'allure de la trajectoire au cours de la retransmission d'un lancement d'Ariane 5...


NASA - Freedom 7 - Shepard - mai 1961 NASA - John Glenn - Friendship 7 - Février 1962

Au gauche, le décollage d'Alan Shepard dans la fusée Mercury-Redstone en mai 1961.
A droite, dix mois plus tard, John Glenn dans la capsule Mercury au sommet de la fusée
Mercury-Atlas. Presque le même nom mais quelques milliers de mètres par seconde de
vitesse supplémentaire. Crédit image : NASA

 

Quelle vitesse de satellisation ?

J’ai utilisé plus haut le terme de vitesse de libération. C''est bien pour le jeu de mot mais c'est inexact : très précisément, il faut utiliser le terme de vitesse de satellisation.

En orbite autour de la Terre, un satellite n’est soumis qu’à la force d’attraction terrestre (si on néglige le frottement atmosphérique résiduel qui prend de l’importance sur les orbites les plus basses).

Avec un mouvement circulaire uniforme, l’accélération est normale à la trajectoire : elle correspond à un changement d’orientation du vecteur vitesse mais pas de sa valeur. On parle d’accélération centripète :

γ  = V2/D
(avec D distance entre le satellite et le centre de la Terre)

 

La force d’attraction terrestre s’exprime :

F = GMm/D2
(avec G constante de gravitation universelle, M masse de la Terre, m masse du satellite)

 

En appliquant le principe fondamental de la dynamique, on peut écrire :

 

F = mγ  d'où   V2/D= GM/D2

 

et  V = √(GM/D)

 

Par exemple, à 694 kilomètres d’altitude, celle de l’orbite du satellite Pléiades, la vitesse de satellisation est de 7,51 mètres par seconde soit 27030 km/h.

On peut retrouver cette formule par une méthode géométrique en représentant la chute libre autour de la terre sur une courte durée.

Réussir un rendez-vous orbital, comme celui de l’ATV avec l’ISS, consiste à modifier la vitesse orbitale d’un objet (l’ATV) pour atteindre celle de sa cible. Un rendez-vous réussi, c’est une vitesse relative quasi-nulle même si chacun des deux vaisseaux parcourt sa trajectoire à 27671 km/h.

C'est presque fini pour les formules aujourd'hui : je n'ai plus de craie jaune...

 

Et la vitesse de libération ?

Calculée au niveau du sol, en baissant la tête, la vitesse de satellisation s’appelle aussi première vitesse cosmique, même si l’atmosphère empêche toute mise en orbite : c'est 7,9 km/s ou 28500 km/h.

La vitesse de libération existe aussi : c’est la deuxième vitesse cosmique, la vitesse au-delà de laquelle une sonde spatiale peut s’éloigner définitivement de la Terre.

Elle vaut (2GM/D) soit 1,414 fois la vitesse de satellisation, environ 11,2 km/s ou 40300 km/h.

 

Bouteilles à la mer

La Troisième vitesse cosmique (ça commence à être du cosmique de répétition…) est la vitesse de libération d’un corps quittant le système solaire depuis l'orbite terrestre. On prend ici en compte la masse du Soleil. La 3ème vitesse cosmique vaut 14,8 km/s soit 49800 km/h.

Attention à votre permis à points !

Avec une vitesse de plus de 17 km/s par rapport au Soleil, les sondes Voyager 1 et Voyager 2, lancées en août et septembre 1977, seront les premiers objets construits par l'homme à quitter le système solaire. A côté des instruments scientifiques, elles embarquent, en guise de message symbolique de l'humanité, un disque de données sélectionnées par Carl Sagan et aussi, pour fournir l'énergie loin du soleil, un générateur thermoélectrique à radioisotope (Uranium 238). Son énergie sera épuisée avant d'atteindre un autre étoile de la galaxie. Une technologie pour un usage civil ou militaire, comme la fusée coréenne...


En savoir plus :



 


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  • 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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