Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
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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Lire l’articleINTRODUCTION
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 ;
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les dispositifs d’observation et de prise de vue ;
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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 d’étoiles
En anglais
2. Capteurs solaires
Les capteurs solaires sont, parmi l’ensemble des capteurs optiques, ceux qui sont le plus utilisés. Ceci est principalement dû aux caractéristiques intrinsèques du Soleil, à savoir :
-
son rayonnement énergétique, équivalent à une luminance de 2 · 107 W · m–2 · sr –1 ou un éclairement moyen hors atmosphère de 1 350 W · m–2, qui permet l’emploi d’équipements simples et fiables sans problème de détection lié à un rapport signal à bruit trop faible ;
-
sa position galactique inertielle et son diamètre angulaire apparent (» 32’ vu de la Terre) qui simplifient grandement les algorithmes de détermination d’attitude ;
-
son émission spectrale qui est proche de celle d’un corps noir à 6 000 K (maximum d’émission vers 0,55 µ m) avec une large étendue de spectre dans le visible et le proche infrarouge.
Les capteurs solaires sont fréquemment utilisés, soit dans des systèmes de contrôle d’attitude pour des phases de mission bien spécifiques telles que l’orbite de transfert, le pointage de l’axe roulis (aligné avec le vecteur vitesse du satellite) pendant l’acquisition de la Terre, le recalage périodique du lacet (l’axe lacet est la direction satellite‐centre Terre), le pointage en mode secours..., soit pour protéger des secteurs sensibles du satellite d’un éclairement solaire trop important ou des équipements dont le fonctionnement est perturbé par la lumière parasite due au soleil trop proche (par exemple viseur d’étoiles) et, enfin, ils servent à orienter en permanence les générateurs solaires vers le Soleil.
La grande variété des applications des capteurs solaires a conduit à développer de nombreux types de capteurs avec des champs de vue allant de quelques minutes d’angle jusqu’à 120o × 120o et avec des précisions de pointage de quelques degrés à des valeurs inférieures à 0,01o. Les différents capteurs solaires peuvent être classés en trois catégories :
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les capteurs solaires analogiques (SSA), qui délivrent un signal de sortie qui est une fonction continue de l’angle entre la direction du Soleil et le référentiel du capteur ;
-
les indicateurs...
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Capteurs solaires
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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