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Systèmes sol

 
Les succès rencontrés par les grands programmes satellitaires tels que les télécommunications, l'observation de la terre, la navigation  sont indissociables des moyens déployés au sol pour mettre à poste, suivre les satellites et exploiter les données qu'ils nous transmettent.

Ces moyens, autrement dénommés "Segment Sol" regroupent différentes fonctions :
  • Suivre l'état du satellite à partir de son largage et envoyer des commandes pour le positionner sur la trajectoire voulue : c'est la mise à poste
  • Effectuer les opérations de maintenance ou de sauvegarde en cas d'anomalie à l'aide des centres de contrôle : c'est le maintien à poste
  • Recevoir et traiter des informations du satellite (images, communications...) correspondant à sa mission : C'est le segment sol de mission.

Ces activités nécessitent de nombreux métiers techniques (RF, thermique, informatique...)  et plus particulièrement Ingénieur/ technicien Exploitation Ingénieur Opérations, chef de projet et aussi les métiers support tels : le cadre achat, l'ingénieur technico-commercial, le contrôleur projet, l'ingénieur/ technicien méthodes et configuration

Mise à poste

La phase de mise à poste est particulièrement éprouvante pour les équipes au sol qui doivent la réaliser et nécessite des techniciens experts « aguerris » et capables de travailler sous la pression « médiatique » qui généralement accompagne cette phase de vie critique d'un satellite.
Pendant sa mise à poste, le satellite balaie toutes les longitudes à la surface du globe et doit pouvoir communiquer en permanence avec le sol.

L'état du satellite doit être connu en permanence, il s'agit de la  télémesure. Ces données informent sur la pression des réservoirs, l'état des batteries et des panneaux solaires, l'attitude ...
Son pilotage doit être assurer, il s'agit des télécommandes :  informations  pour préparer les manœuvres, commandes de changement d'attitude, commandes d'orientation des panneaux solaires.

La mise à poste dure environ deux semaines  durant lesquels les équipes sont en permanence d'astreinte et les calculs doivent être fait en temps réel.

Le travail de mise à poste de satellites se trouve au carrefour de plusieurs disciplines scientifiques :
  • La mécanique car le satellite est soumis aux lois de Kepler,
  • la physique par rapport à la propulsion
  • les bilans de radiofréquence entre le satellite et le sol,  
  • le positionnement du satellite  par rapport au système Terre-Lune-Soleil.
  • l'informatique qui est l'outil de travail principal

Les réseaux de stations d'émission / réception réparties dans le monde entier suivent l'état du satellite par télémesures et lui envoient les télécommandes nécessaires pour mettre le satellite en route vers sa position définitive à partir du moment où il a été largué par le lanceur.


Maintient à poste

 Le centre de contrôle assure pendant toute la durée de la vie en orbite le lien entre le satellite et les experts qui en permanence 24h/24 et 7j/7 analysent au sol les paramètres télémesurés, réalisent les opérations de maintenance et en assurent la sauvegarde en cas d'anomalie.

Le satellite se déplace à une vitesse variant de 11 000 km/h à 28 000 km/h selon son altitude. Il est perturbé par différents phénomènes (l'attraction des astres, la pression de radiation solaire, l'irrégularité de forme de la terre, les frottements résiduels) qui impactent sa trajectoire (orbite et attitude).  Les opérations de maintien à poste, assurées conjointement par les services au sol et l'ordinateur de bord, permettent tout au long de son exploitation d'effectuer les corrections nécessaires au bon déroulement de sa mission.

Pour contrôler attitude et orbite, le satellite dispose de  petits moteurs fusées alimentés en ergol dont la quantité à bord dimentionne directement la durée de vie du satellite ( typiquement 15 ans pour un satellite géostationnaire). Il devient inutilisable dès qu'on ne peut plus le contrôler.


Segment sol de mission

Un ensemble de moyens sol sont nécessaires au bon déroulement de la mission c'est à dire à l'envoi et à la réception des informations échangées avec le satellite  et aux traitements des données reçues suivant les missions (Communiquer, Se positionner, Observer)

Antenne Hélios

Antenne de réception du Centre Principal Hélios France © CNES/PASCAUD Olivier, 2004

Mise à poste

Répétion du la mise à poste du satellite Calipso en salle de contrôle N°1 (SCP1) du Centre spatial de Toulouse © CNES/GUIONIE Philippe, 2005

Salle de contrôle

Salle de contrôle et de mise à poste du satellite Syracuse 3 © CNES/JALBY Pierre, 2005

Centre de mise à poste

Centre de mise et maintien à poste du satellite militaire Hélios 2A © CNES/GRIMAULT Emmanuel, 2004

Traces-sol

Trace d'un orbite circulaire au sol : la rotation de la terre vers l'est a pour effet de décaler légèrement la trace vers l'ouest. © CNES Jean-Pierre Penot et Bernard Nicolas

Salle d'exploitation des données

Salle d'exploitation des données Iasi © CNES/GUIONIE Philippe, 2006

 



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