Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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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 ;
-
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 solaires
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1. Contrôle d’attitude. Observation de la Terre
Que ce soit les satellites d’application en orbite basse circulaire (observation de la Terre) et en orbite géostationnaire (télécommunications), ou les satellites scientifiques sur des orbites elliptiques, ils nécessitent tous d’avoir une orientation (attitude) privilégiée sur l’orbite.
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La fonction « mesure et contrôle d’attitude », que l’on appelle également stabilisation, a pour but de repérer l’attitude du satellite par rapport à des repères extérieurs, et d’ajuster et maintenir cette attitude en dépit des perturbations externes et internes.
Cette mesure d’attitude est couramment effectuée au moyen de capteurs d’attitude qui détectent et mesurent les directions instantanées des champs produits par les astres environnants : champ magnétique, gradients de gravité et rayonnements optiques. Chaque fois qu’une précision angulaire élevée est exigée (typiquement
0,1o), il est nécessaire d’avoir recours à des capteurs optiques qui déterminent la direction angulaire d’une ou plusieurs références astronomiques (Soleil, Terre, étoiles) dans le repère du capteur donc du satellite. C’est ce type de capteurs que nous allons analyser plus en détail ci‐après.
-
La seconde application de l’optronique aux systèmes spatiaux, détaillée dans ce paragraphe, concerne les applications de la télédetection par satellite. Celle‐ci présente en effet des caractéristiques particulièrement intéressantes : observation homogène de surfaces très vastes (plusieurs milliers de km2 pour une image), accès possible à toute région du globe, répétitivité des observations, données fournies sous forme numérique et référençables géographiquement. Les capteurs utilisés enregistrent le rayonnement solaire réfléchi (visible) ou émis par la surface terrestre (infrarouge).
À titre indicatif, les principales caractéristiques des systèmes opérationnels les plus importants et en projet sont résumées dans les tableaux 1 et 2.
Jusqu’en 1988, pour les satellites civils d’observation,...
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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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