Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
-
Jean‐Pierre KREBS : Ingénieur de l’École centrale de Paris (ECP) - Docteur‐Ingénieur - Ingénieur en Chef des Équipements spatiaux à la Sodern
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Si la connaissance de l’univers a pu faire ces dernières années des avancées significatives, c’est surtout grâce aux progrès récents de l’optronique. L’apparition de nouveaux détecteurs [par exemple les dispositifs à transfert de charges (DTC)] liés à de nouveaux composants électroniques tels que le microprocesseur et les ASICs et à de nouvelles techniques de traitement du signal (compression de données) a permis de réaliser des systèmes optroniques très performants embarquables sur des satellites artificiels de la Terre, sur des sondes interplanétaires et des véhicules spatiaux.
Depuis quelques années, l’homme s’intéresse de plus en plus à la planète Terre et plus particulièrement à son environnement immédiat (évolution des océans, des terres immergées, météorologie, couche d’ozone…). Ceci a nécessité l’emploi d’autres types de détecteurs (infrarouges par exemple) et le développement de nouveaux instruments associant les techniques les plus modernes de l’optique et de l’électronique.
Par ailleurs, les besoins en servitudes de ces plates‐formes satellitaires nécessitent bien souvent des dispositifs de stabilisation et de pointage de plus en plus précis qui requièrent l’utilisation d’éléments optroniques.
Les applications de l’optronique spatiale peuvent être classées en quatre rubriques suivant les applications concernées :
-
les systèmes de contrôle d’attitude ;
-
les dispositifs d’observation et de prise de vue ;
-
l’instrument scientifique embarqué ;
-
les télécommunications par liaisons optiques.
Au cours de cet article nous allons nous limiter plus particulièrement aux deux premières : le contrôle d’attitude et l’observation de la Terre.
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Capteurs de Terre
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3. Capteurs d’étoiles
Les capteurs d’étoiles, plus communément appelés viseurs d’étoiles, mesurent les coordonnées d’une ou plusieurs étoiles dans un repère lié au vaisseau spatial. Ces données fournies à un organe de calcul (intégré au capteur ou à l’extérieur de celui‐ci) permettent de restituer des informations d’attitude par comparaison des directions mesurées avec celles d’étoiles connues, données par un catalogue d’étoiles adapté à la mission considérée.
Les capteurs d’étoiles sont, par la nature des corps célestes observés, les instruments les plus précis des capteurs d’attitude, ils permettent d’atteindre des précisions de l’ordre de la seconde d’arc. Mais, par contre, ils sont généralement plus lourds, plus chers et nécessitent une puissance électrique plus importante que la plupart des autres capteurs d’attitude. Par ailleurs, ils nécessitent un logiciel de traitement plus ou moins sophistiqué qui doit être intégré à des systèmes de calculs performants soit incorporés au capteur, soit à l’extérieur de celui‐ci dans un calculateur de bord centralisé.
Le principe d’un capteur d’étoiles est de former, à travers un objectif, l’image d’un champ d’étoiles dans le plan focal où est disposé un détecteur qui transforme le signal optique en signal électrique. Selon le type de détecteur, deux générations de capteurs d’étoiles existent : capteurs d’étoiles à TDI (tube dissecteur d’image) et à DTC (figure 8).
Par suite de la faible luminance de la grande majorité des étoiles, la lumière parasite générée directement par les corps environnants (Soleil, Terre, Lune) ou indirectement par des réflexions spéculaires ou diffuses sur des éléments de structures (par exemple les panneaux solaires) doit être parfaitement maîtrisée et ses effets atténués dans un rapport de 107 à 109.
Pour cela, il est généralement associé au capteur un baffle dont la définition repose à la fois sur les besoins de la mission (angles d’évitement minimaux du Soleil, de la Terre…), sur les contraintes physiques de masse et d’encombrement et aussi sur la définition de l’objectif de focalisation.
Les viseurs d’étoiles peuvent être classés...
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Capteurs d’étoiles
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CNES - Techniques et technologies des véhicules spatiaux (cours de technologie spatiale) - . 2 tomes, 1 864 pages, Édit. CEPADUES (1994).
-
(2) - * - Members of the Technical Staff Attitude Systems Operation, Computer Sciences Corporation : Spacecraft attitude determination and control. James R. WERTZ, Microcosm Inc., Torrance, CA (USA) – Kluwer Academic Publishers Group, P.O. Box 322, 3300 AH Dordrecht, The Netherlands, 858 pages (1990).
-
(3) - DESVIGNES (F.) - Détection et détecteurs de rayonnements optiques - . Masson, 346 pages (1987).
-
(4) - MEIJER (G.C.M.), Van HERWAARDEN (S.) - Thermal Sensors - . Institute of Physics Publishing, 304 pages (1994).
-
(5) - VERGER (F.) - Observation de la Terre par les satellites - . Collection « Que sais-je », no 1 989.
-
(6) - CNES - Télédétection...
1 Constructeurs et fournisseurs
Ball Aerospace (USA)
Goodrich (Division of Barnes Engineering and Ithaco) (USA)
Geofizika (Russia)
Jena-Optronik GmbH (Germany)
LMA (Lockheed Martin Astronautics) (USA)
NT Space (Nec Toshiba Space) (Japan)
Galileo Avionica Optics and Space Division (Italy)
EADS-Sodern (France)
HAUT DE PAGE
CNES (Centre National d’Études Spatiales) : Siège (Paris) & Centre de Toulouse
ASE/ESA (Agence Spatiale Européenne/European Space Agency) : Siège (Paris) & ESTEC (Noordwijk – Pays-Bas)
ISRO (Indian Space Research Organization)
NASA (National Aeronautics and Space Administration)
GSFC (Goddard Space Flight Center) (Washington)
JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency)
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