Le satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) - Crédits : CNES, Mira Productions.

Pourquoi ce changement d’orbite ?

Placé depuis 6 mois sur une orbite de calibration et validation, le changement d’orbite aussi appelé repositionnement du satellite a pour objectif de le transférer sur son orbite finale à 891 km d’altitude. Pour cela, le satellite a effectué 4 manœuvres comprenant 2 poussées chacune.

Saïd Haouchine nous précise : 

 Une poussée consiste à faire basculer le satellite et à l'apporter vers un point particulier de l'orbite à l'aide de ses propulseurs. 

Saïd Haouchine, chef de mission au centre de contrôle SWOT CNES - Crédits : CNES, Frédéric Maligne.

Parfaitement exécutées, ces manœuvres ont permis au satellite de monter de 33 km le plaçant sur son orbite « scientifique ».

Des manœuvres réparties sur plusieurs jours

Nécessitant de nombreuses activités annexes, les différentes manœuvres ont été réparties sur 2 semaines. Ce laps de temps permet aux différentes équipes du CNES de se coordonner afin de mener à bien chacune des manœuvres, celles-ci devant être séparées de 48h minimum.

Christophe Maréchal, chef de projet exploitation du satellite SWOT au CNES apporte des précisions sur le délai de 48h entre 2 manœuvres :

 De la programmation des commandes à la simulation de trajectoires et jusqu’à la vérification des risques de collision avec d’autres satellites ou débris, ce délai est nécessaire. Il assure ainsi la possibilité de récupérer les paramètres de télémesures du satellite afin de calculer sa nouvelle orbite et vérifier qu’elle correspond à l’attendu. 

Christophe Maréchal, chef de projet exploitation SWOT au CNES - Crédits : CNES.

Il ajoute par ailleurs : « La grande ampleur de ce changement d’orbite, la capacité de propulsion du satellite lui-même, et les incertitudes sur les risques de collision nous empêchent de réaliser le repositionnement en une seule manœuvre. »

A ces contraintes opérationnelles, s’ajoute la mise en sécurité des instruments de mesure avant et après chaque manœuvre.

Le rôle du CNES et ses équipes

Grâce à son expertise en matière d’opérations de mise et maintien à poste de satellites, le CNES réalise l’ensemble des manœuvres de changement d’orbite depuis le CNES de Toulouse.

Pour cela, les équipes SWOT du CNES ont été mobilisées, qu’il s’agisse du centre de mission, responsable de la production, de la vérification et de la distribution des données ou du centre de contrôle, responsable de la programmation et de la sécurité du satellite.

Parmi les multiples rôles du centre de contrôle, celui-ci s’assure que l’ensemble des équipes dispose des informations nécessaires. Cette organisation permet par exemple, au centre de mission de stopper le traitement des données au début du changement d’orbite afin de reconfigurer ses outils et d’être prêt à traiter la télémesure reçue du satellite une fois sur sa nouvelle orbite.

Plus globalement, ces activités ont impliqué 20 personnes sur 2 semaines afin de calculer les manœuvres, de vérifier les risques de collisions, de télécharger et vérifier le bon fonctionnement des commandes satellite, mais aussi de gérer la disponibilité du centre de contrôle pour la gestion des stations. Christophe Maréchal ajoute : « Certains instruments comme le radar interférométrique KaRIn étant sous la responsabilité du Jet Propulsion Laboratory (JPL) pour le compte de la NASA, une grande coordination entre le CNES et son partenaire américain a aussi été nécessaire. »

Concrètement

Outre la fin de la phase de calibration et validation, ce changement d’orbite signe le début de la phase nominale, dite « SCIENCE » ou « de routine » pour le satellite SWOT. 

Christophe Maréchal explique : « lors de la phase de calibration validation, le satellite était positionné sur une orbite dont l’avantage était la répétition des mêmes mesures sur les mêmes zones géographiques terrestres, toutes les 24 heures. En revanche, dans ces conditions, une très faible portion du globe terrestre faisait l’objet de mesures. Cela a cependant permis de positionner des instruments de mesure locaux dans les zones mesurées et d’effectuer de multiples vérifications. ». Il ajoute : « cette phase a permis à la fois de calibrer les instruments, mais aussi de commencer à affiner les algorithmes de traitement, et globalement d’obtenir une très grande confiance dans l’ensemble du système SWOT ».

Ce nouveau positionnement à 891 km d’altitude permet désormais au satellite de fournir des mesures de l’ensemble du globe tous les 21 jours. Grâce aux croisements des traces de mesures au sol, certains points du globe seront même vus plus régulièrement.

Contacts 

• Christophe Maréchal : chef de projet exploitation SWOT au CNES - christophe.marechal (at) cnes.fr
• Saïd Haouchine : chef de mission au centre de contrôle SWOT CNES - said.haouchine (at) cnes.fr