• Résultats

    Résultats clés

    • 111

      projets labellisés dont 88 en France

    • 53

      signataires représentant 34 pays

    • 49

      pays impliqués dans les projets SCO

    Exemples de projets labellisés

    Arbocarto

    Prévoir les densités de moustiques de type aèdes et porteurs d'arbovirus grâce à la mise à jour d’un outil déjà existant. Porteur : CNES/Ministère de la Santé.

    Pour en savoir plus :

    Cartographie de la densité des moustiques en Guadeloupe
    Cartographie de la densité des moustiques en Guadeloupe le 31 janvier 2021 produite par l’outil Arbocarto-V2 © Projet Arbocarto/CNES

    BanD-SOS

    Établir un service pré-opérationnel de prévision de l'inondation cyclonique et du risque sociétal associé. Porteur : IRD/LEGOS.

    Pour en savoir plus : 


    CHOVE-CHUVA

    Développer un outil de suivi des dynamiques territoriales avec des indicateurs simples sur l’évolution de variables climatiques et d’utilisation des sols. Porteur : CNRS/UMR LETG.

    Pour en savoir plus : 


    Cimopolée

    Cartographier l’impact des catastrophes naturelles pour l’adaptation et la résilience des territoires malgaches. Porteur : UMR Espace-Dev


    EducSCO

    Mettre en place une formation dédiée aux enseignants pour les sensibiliser à l’apport du spatial pour la compréhension et la mesure du changement climatique. Porteur : CNES.

    Pour en savoir plus :

    Carte des températures en Europe de l’ouest
    Carte des températures en Europe de l’ouest produite par l’outil EducSCO Temperatures © Projet EducSCO/CNES

    FloodDAM-DT

    À partir d'analyse d'imagerie Sentinel-1 et 2, cartographier en temps quasi-réel les crues et y associer un système d'alerte. Porteur : CNES.

    Pour en savoir plus :

    Carte d’inondations
    Carte d’inondations produite par l’outil FloodDam-DT © Projet FloodDam-DT/CNES

    Littosat

    Interface de visualisation du suivi en temps peu différé de l’évolution spatiale et temporelle de la végétation côtière. Porteur : Hytech Imaging

    Pour en savoir plus :


    Littoscope

    Développer un outil pour visualiser les risques de submersion marine permanents et temporaires. Porteur : CLS Group.

    Pour en savoir plus :


    Mangroves

    Mettre en place une plateforme de suivi des mangroves à l'échelle globale à l'aide de données satellite et des produits dérivés présentes sur l'IR Data Terra. Porteur : IRD.

    Pour en savoir plus :

    Space Climate Observatory Mangroves


    OpHySE

    Développer une plateforme de suivi en temps réel de l’état des fleuves et d’aide à la navigabilité. Porteur : Hydro Matters/LEGOS.

    Pour en savoir plus :


    OSS Saint Louis

    Étudier de façon détaillée de l'environnement littoral du Sénégal (définir l'aléa d'inondation, proposer de nouveaux indicateurs de vulnérabilité, etc.). Porteur : Université de Rouen.

    Pour en savoir plus :


    Stock Water

    Mettre en place un dispositif de suivi des réservoirs d’eau et tout particulièrement de la charge des barrages. Porteur : CNES.

    Pour en savoir plus :

    Carte et diagramme de la quantité d’eau dans lac de barrage
    Carte et diagramme de la quantité d’eau dans lac de barrage produits par l’outil Stock Water © Projet Stock Water/CNES

    Strata

    Visualiser les « points chauds », c’est-à-dire les zones les plus menacées en faisant le lien entre le changement environnemental, les stress climatiques, les conflirts et la vulnérabilité des populations. Porteurs : EarthBlox/UNEP

    Pour en savoir plus :


    TAHATAI

    Développer et automatiser la collecte et le calcul d’indicateurs utiles à la gouvernance de la zone littorale polynésienne. Porteur : Bluecham.

    Pour en savoir plus :

    Space Climate Observatory : TAHATAI


    THERMOCITY

    Produire de façon récurrente des cartographies urbaines thermiques et des produits dérivés (cartes d'ilots de chaleur) avec l'ONERA et le CSTB. Porteur CNES.

    Pour en savoir plus :

    Carte de températures urbaines
    Carte de températures urbaines produite par l’outil Thermocity © Projet Thermocity/CNES

    TropiSCO

    Assurer un suivi hebdomadaire de la déforestation tropicale mondiale grâce aux images radar Sentinel-1. Porteur : GlobEO.

    Pour en savoir plus : 

  • Space for Climate Observatory (SCO) en détails

    Contexte

    Observatoire spatial pour le climat, le Space for Climate Observatory (SCO) est une alliance internationale qui encourage l’exploitation des données spatiales d’observation de la Terre pour aider les territoires à s’adapter aux impacts du changement climatique dans les meilleurs délais. Il cristallise son action autour de la coopération et le soutien aux pays les plus vulnérables.

    Aujourd’hui, le SCO est reconnu comme un acteur majeur sur la scène internationale, tant pour ses cas d’usages que pour son rôle fédérateur de l’action climatique mondiale.

    Impulsé par le CNES en 2017, lors du premier One Planet Summit, et officiellement lancé en 2019, le SCO est piloté par des agences spatiales du monde entier et des organismes internationaux, dont plusieurs organes de l’ONU, réunis par une Charte entrée en vigueur le 1er septembre 2022.

    Objectifs

    • Développer des outils d’adaptation au changement climatique pour les décideurs locaux

    • Développer la coopération internationale en matière de climat

    • Promouvoir l’utilisation des données d’observation de la Terre

    Le SCO se fixe des objectifs clairs et ambitieux :

    • Accélérer l’émergence d’outils opérationnels pour observer, évaluer et anticiper les impacts du changement climatique en support aux politiques publiques : outils de suivi et d’aide à la décision, simulateurs, systèmes d’alerte, etc.
    • Promouvoir l’utilisation des données spatiales internationales existantes (Copernicus, NOAA, Eumetsat, constellations privées…) ainsi que les bases de données locales et nationales, tout particulièrement environnementales et socio-économiques.
    • À long terme, proposer aux décideurs politiques de tous les pays un même socle d’outils pour lutter contre le changement climatique.


    Pour fournir des services à même d’éclairer les stratégies et les actions d’adaptation aux territoires, le SCO actionne deux leviers stratégiques :

    • Des solutions orientées utilisateur, fiables et transposables : s’appuyant sur les infrastructures de recherche et coconstruits avec leurs utilisateurs, les outils doivent se traduire en interfaces intuitives simples d’utilisation, et être transposables à d’autres territoires.
    • Une coopération forte à toutes les échelles pour encourager l'innovation, partager les données, les meilleures pratiques et, in fine, les solutions.

    Chaque année en septembre, le SCO lance un appel à projets international, que chaque signataire de la Charte peut appuyer sur son territoire, à l’instar du SCO France. S’ensuit une relecture pluridisciplinaire de plusieurs experts pour vérifier l’adéquation des propositions aux critères SCO et leur faisabilité technique. Le processus se conclut avec l’attribution du label SCO aux projets les plus prometteurs.

    Les thématiques couvertes par les 111 projets du SCO sont diverses :

    • Agriculture
    • Biodiversité
    • Carbone
    • Éducation
    • Énergie
    • Feux de forêts
    • Gestion de l’eau
    • Événements météorologiques extrêmes
    • Occupation des sols
    • Réponse aux catastrophes naturelles
    • Santé
    • Végétation


    L’initiative SCO, via ses projets, contribue aux 17 Objectifs de Développement Durable (ODD) de l’Agenda 2030 de l’ONU. Le SCO est en phase avec cette vision d’un monde plus responsable, guidée par les mots peuple, prospérité, planète, paix et partenariats. 100% des projets SCO répondent aux ODD 13 (action climatique) et 17 (partenariats pour la réalisation des objectifs).

    L’ODD 13 est la raison d’être du SCO : aux côtés des territoires, le SCO labellise des projets locaux pour accélérer le développement de solutions opérationnelles et réplicables en d’autres lieux.

    L’ODD 17 est, quant à lui, emblématique du mode opératoire du SCO : des membres de l’alliance internationale aux consortiums projets, la collaboration est dans l’ADN du SCO. Le SCO répond également à d’autres ODD, tels que l’ODD 6 (eau propre et assainissement), l’ODD 11 (villes et communautés durables) ou l’ODD 15 (vie terrestre).

     

    Déroulé du projet

    Le 18 septembre 2015 à Mexico a eu lieu un sommet dédié au changement climatique et à la gestion des catastrophes, co-organisé par l’International Academy of Astronautics et la Mexican Space Agency (AEM). Durant ce sommet, les participants se sont mis d’accord pour des recommandations en la matière :

    1. Continuer les efforts de développement des moyens satellitaires
    2. Combiner les mesures fournies par les divers programmes internationaux
    3. Améliorer et étendre l’accès et le partage des données sur le climat et l’environnement
    4. Renforcer la coopération dans les moyens de prévention et de mitigation des catastrophes et du changement climatique
    5. Maintenir et augmenter la coopération internationale pour la surveillance du climat


    Quelques mois plus tard, l’accord de Paris était signé par 195 pays lors de la COP21 le 12 décembre 2015. Puis la Déclaration de Paris, signée par 25 pays le 11 décembre 2017, affirmait le besoin de créer un Observatoire Spatial du Climat. La création du SCO a été ratifiée deux jours plus tard.

    Le 17 juin 2019, 23 agences spatiales et institutions internationales signent une déclaration d’intérêt dans le projet (dont l’Agence Spatiale Européenne, les United Nations Office for Outer Space Affairs et les United Nations Development Program). Ce fut la date du lancement officiel du Space for Climate Observatory par le président de la République française Emmanuel Macron. L’événement a eu lieu au Paris Air Show – Salon du Bourget. La France a lancé le premier appel à projet dans le cadre du SCO en septembre 2019.

    Depuis l’année 2019, les membres signataires se réunissent deux fois par an pour un comité de pilotage (ou « steering committee ») de l’initiative.

    En 2025, le Space for Climate Observatory contribue à 111 projets liés à ces problématiques et répondant à ces objectifs, menés par 48 institutions et entités publiques et privées signataires réparties dans 49 pays (dont 34 agences spatiales et organisations internationales et 19 institutions publiques).

    Salon du Bourget, lancement du programme Space for Climate Observatory par le président de la République française Emmanuel Macron
    Lancement du programme Space for Climate Observatory par le président de la République française Emmanuel Macron le 17 juin 2019 au Paris Air Show - Salon du Bourget © One Planet Summit

    Organisation

    Le SCO à l’International

    En tant qu’initiative internationale fondée sur les meilleurs efforts de ses membres, le SCO a une gouvernance multilatérale. Un Point Focal est désigné dans chaque pays pour prendre part aux réunions du Comité de pilotage, qui se réunit au moins deux fois par an pour décider d’un certain nombre de points.

    Parmi ces Points Focaux, un sous-groupe constitue le Comité des programmes, qui supervise pour une période donnée les activités du SCO – projets et groupes de travail – menées par chacun des membres. Ces comités ainsi que l’ensemble des activités bénéficient du soutien du Secrétariat du SCO, sous la responsabilité actuelle du CNES.

    Le champ d’action, les activités et la gouvernance sont régis par la Charte SCO, entrée en vigueur le 1er septembre 2022.

    Au 20 mars 2025, 34 entités internationales ont signé la Charte internationale du SCO :

    • Agencia Espacial Mexicana (AEM) – Mexico
    • Agence Gabonnaise d’Etudes et d’Observations Spatiales (AGEOS) – Gabon
    • Agenzia Spaziale Italiana (ASI) – Italy
    • Azercosmos – Azerbaijan
    • Belspo – Belgium
    • Centre d’Etudes et de Recherche de Djibouti (CERD) – Djibouti
    • Centre National d’Etudes Spatiales (CNES)
    • China National Space Administration (CNSA) – China
    • Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) – Argentina
    • Canadian Space Agency (CSA) – Canada
    • European Space Agency (ESA)
    • European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT)
    • Geo-Informatics and Space Technology Development Agency (GISTDA) – Thailand
    • Gouvernement Princier de Monaco – Monaco
    • International Society for Photogrammetry and Remote Sensing (ISPRS)
    • Indian Space Research Organisation (ISRO) – India
    • Malta Council for Science and Technology (MCST) – Malta
    • National Oceanic and Atmospheric Administation (NOAA) – United-States
    • Norwegian Space Agency (NOSA) – Norway
    • Netherlands Space Office (NSO) – the Netherlands
    • National Space Science Agency (NSSA) – Bahrain
    • Office for Space Technology and Industry (OSTIn) – Singapore
    • Philippine Space Agency (PhilSA) – Philippines
    • Portugal Space (PtSpace) – Portugal
    • South African National Space Agency (SANSA) – South Africa
    • Swedish National Space Agency (SNSA) – Sweden
    • Saudi Space Agency (SSA) – Saudi Arabia
    • Space Science and Geospatial Institute (SSGI) – Ethiopia
    • Slovak Investment and Trade Development Agency (SARIO) – Slovakia
    • UAE Space Agency (UAESA) – United Arab Emirates
    • United Kingdom Space Agency (UKSA) – United Kingdom
    • United Nations Development Programme (UNDP)
    • United Nations Environment Programme (UNEP)
    • United National Office for Outer Space Affairs (UNOOSA)


    Le SCO France

    Déclinaison nationale de l’initiative internationale, le SCO France a pour vocation de rassembler la communauté scientifique, les autorités publiques et les entreprises autour de solutions d’atténuation et d’adaptation aux impacts du changement climatique.  Portés par différents organismes (Ademe, CNRS, IRD, IFREMER...), 88 projets ont été sélectionnés par le SCO France depuis 2020. Ils servent de pilotes pour la mise en œuvre des objectifs internationaux. Les autres partenaires font de même dans leur propre pays. Les projets français sont financés par les agences françaises, les centres de recherche et les grandes organisations internationales (PNU, PNUE, Banque Mondiale...).

    La plupart des projets s'appuient sur des données préexistantes afin d'en extraire de nouvelles informations. Celles-ci doivent être suffisamment opérationnelles pour servir la prise de décision immédiate à des fins d'adaptation aux impacts du changement climatique.

  • Segment sol

    Segment Sol Générique Proteus PGGS

    Le segment sol de contrôle et commande des satellites de la filière Proteus PGGS (Proteus Generic Ground Segment) a été développé à l'origine en concept mono-satellite pour Jason-1 puis transformé en produit multi-missions à l'usage des micro-satellites Myriade et des mini-satellites Proteus. Il est composé des principaux éléments suivants :

    • un Centre de Contrôle Commande (CCC) nominal pouvant opérer plusieurs satellites à un instant donné,
    • un CCC d'essais permettant de préparer les opérations du prochain satellite à lancer,
    • les stations bande S dédiées aux mini-micro (TTCET) complétées, en fonction des besoins spécifiques des missions, d'autres stations bande S du réseau CNES ou fournies par des partenaires dans le cadre des coopérations,
    • le Réseau de Transmission des Données (RTD) entre les différents sous-ensembles du segment sol et les périphériques mission (centre de mission, stations externes au réseau CNES, ...).

    Le CCC comporte les logiciels assurant les fonctions de traitement temps réel (TM/TC) de guidage et de contrôle de l'orbite, les traitements en temps différé des données et leur archivage et enfin, les liaisons avec le centre de mission.

    Afin d'optimiser l'exploitation du CCC, un certain nombre de services ont été implémentés parmi lesquels on peut citer : SYGALE (signalisation des anomalies par alarme), AGENDA (activation automatique de tâches en opérations) les consoles DRPPC de consultation et de visualisation de la TM directe ou enregistrée et un serveur d'accès WWW.

    Schéma du segment sol du satellite SMOS
    Architecture du segment sol du satellite SMOS © B. Léger et al., SMOS “Long ECM”: a successful CNES–ESA joint operations prepping, 17th International Conference on Space Operations, Dubai, United Arab Emirates, 2023

    Banc de simulation satellite PRESTO

    PRESTO : PRoteus Engineering Simulator for Tests and Operations. C'est le simulateur satellite temps réel de la filière Proteus qui est utilisé pour :

    • la validation des procédures opérationnelles du segment sol lors des essais système
    • l’entrainement des opérateurs du centre de contrôle et de commande des satellites Proteus
    • l’expertise des problèmes rencontrés en orbite.


    Il s'agit d'un ensemble logiciel fonctionnant sur PC Linux et comprenant :

    • un ensemble de modèles représentatifs des équipements de la plate-forme et, notamment, du calculateur de bord (DHU) intégrant le vrai logiciel de vol de la mission,
    • un noyau de simulation appelé PRESTOK qui assure l'enchainement des tâches et la vitesse de déroulement des tests en temps réel ou en temps accéléré,
    • Une base de nommage permettant l'échange des données entre les modèles,
    • Une interface de contrôle et de commande au travers des fonctions de TM/TC.

    Ce simulateur est adapté à chacune des missions Proteus par modification logicielle du module charge utile et, le cas échéant, par une mise à jour des modules équipements plate-forme si cette dernière évolue.

    Illustration 3D de l’orbite et attitude d’un satellite comportant la plateforme Proteus
    Illustration 3D de l’orbite et attitude d’un satellite comportant la plateforme Proteus par PRESTO © CNES
  • Système

    Le système Proteus comprend :

    • Les éléments génériques pouvant être repris directement ou via des adaptations limitées pour réaliser une nouvelle mission
      • La plateforme récurrente
      • Le segment sol générique PGGS (Proteus Generic Ground Segment) commun aux deux filières Proteus et Myriade
    • Les moyens sol de la filière utilisés pour les essais de validation de niveau satellite ou système
      • Les moyens mécaniques et électriques d'intégration et de test de la plateforme et du satellite
      • Les bancs de simulation pour les tests du logiciel de vol et des chaînes fonctionnelles du satellite ; sur ces bancs le DHU, le senseur stellaire, les gyros et le GPS sont des éléments réels du satellite, le reste est simulé
      • Le banc de simulation satellite pour les essais de validation système avec le segment sol de commande contrôle
    • Les modèles mathématiques utilisés pour l'ingénierie de développement des satellites basés sur Proteus : modèles mécaniques, thermiques, électriques, SCAO, radiations, ...

    Par ailleurs, une documentation spécifique à la filière a été produite pour faciliter l'utilisation des éléments génériques de Proteus. En particulier, le Manuel utilisateur Proteus est l'outil de base pour réaliser l'étude d'adaptation de toute nouvelle mission envisagée sur Proteus. Il indique les capacités et performances accessibles, la manière d'utiliser Proteus pour les atteindre et décrit les interfaces standard entre la plate-forme et la charge utile et entre le bord et le sol.

    Ce manuel définit également les capacités d'emport (masse, centrage, inerties, puissance en fonction de l'orbite, ...) mais aussi l'ensemble des interfaces entre plateforme et charge utile.

     

    Plateforme

    Principales performances techniques de la plateforme :

    MassePlateforme : 300 kg, Charge Utile : > à 300 kg
    OrbitesToutes les orbites basses > 20° d'inclinaison, demi grand axe entre 500 et 1500 km
    Lanceur - Volume sous coiffeMulti lanceurs
    PuissanceEnviron 300 W Plateforme et > 300 W Charge Utile
    Manœuvres120 m/s pour satellite de 500 kg
    AutonomieMode Survie Autonome, capacité à supporter le travail en jours/heures ouvrables en routine
    PointageTout type de pointage
    Précision de pointage0.05° biais + 0.05° hors biais / axe
    Stabilité1 E-³ °/s en basse fréquence < 1 Hz
    Echanges avec Charge Utile16 lignes de puissance + liaisons point à point + Bus MIL 1553 B 160 kbps
    Stockage des données500 Mbits Housekeeping et 2 Gbits Charge Utile
    TM/TCBande S, CCSDS, 800 kbps en TM/QPSK, 4 kbps en TC/BPSK
    OrbitographieAutonome par GPS : ni mesures de distance (Doppler, ranging), ni mesures angulaires en station
    Durée de vie3 ans, tous les éléments consommables, soumis à usure ou aux radiations étant dimensionnés à 5 ans

    Une des spécifications les plus contraignantes de Proteus était de s'assurer de sa compatibilité avec une gamme étendue de lanceurs afin que les possibilités de lancement soient les plus larges possibles. Par ailleurs, le dimensionnement de la plateforme tient compte de l'environnement mécanique généré par ces différents lanceurs.

    Plateforme Proteus du satellite Jason-1
    Photographie de la plateforme Proteus du satellite Jason-1, ouverte en salle propre avant lancement © CNES/P. Le Doaré
    Schéma du satellite Jason-1 bâti sur une plateforme Proteus
    Vue éclatée schématique du satellite Jason-1 bâti sur une plateforme Proteus © AVISO+

    Le domaine de vol accessible par la plateforme Proteus

    La limitation en altitude est directement liée à la tenue aux radiations. De ce point de vue, la mission Jason-1 en limite du domaine a constitué  une référence en termes de retour d'expérience.

    Domaine de vol accessible par la plateforme Proteus
    Domaine de vol accessible par la plateforme Proteus © P. Landiech et al., Proteus platform and application satellites, Proceedings of the 4S Symposium : Small Satellites, Systems and Services, 2004

    Les performances de la plateforme

    Les performances de la plateforme ont été démontrées d’abord au sol du développement de la plateforme : 

    • à travers la maquette mécanothermique MSTH démontrant la capacité d'emport en masse de la Charge Utile et la justesse du concept thermique,
    • lors de la validation des chaînes fonctionnelles sur bancs,
    • au cours de l'AIT, en particulier lors des essais satellite PVT, EMC et vide thermique,
    • par analyse et essais élémentaires pour d'autres aspects (durée de vie et tenue aux radiations par exemple).

    C'est ensuite en vol au travers de Jason-1 que les performances ont été évaluées, en particulier pour ce qui concerne le SCAO dont une validation partielle est réalisée en AIT mais qui, pour l'essentiel, ne peut être traité au sol que via des modélisations et stimulations des éléments réels.

    Pour aller plus loin

    Pour en savoir plus sur les principales opérations réalisées au cours de la recette en orbite de Jason-1,  consultez le PDF « Principales opérations - Jason-1 » téléchargeable depuis la page Ressources.

  • PROTEUS en détails

    Contexte

    En 1996, le CNES a décidé de lancer le développement de la filière de minisatellites Proteus (Plateforme Reconfigurable pour l'Observation, les Télécommunications et les Usages scientifiques) conjointement avec le satellite Jason-1 premier utilisateur de cette filière. La gamme de masse des minisatellites est entre 500 et 700 kg.

    Le CNES a ensuite commencé le développement de la plateforme Myriade, dédiée elle aux microsatellites de la gamme 100 à 200 kg puis le développement de la plateforme Myriade-Evolutions dédiée aux microsatellites de la gamme 350 à 400 kg. Avec ces 3 plateformes, le CNES est devenu un acteur incontournable du domaine des petits satellites.

    Parmi les minisatellites bâtis sur la plateforme Proteus, on peut citer ceux développés par le CNES et l’Agence Spatiale Européenne : Jason-1, Jason-2, Jason-3, CALIPSO, CoRoT et SMOS.

    Objectifs

    • Répondre aux besoins des satellites de la classe 500kg/700kg

    • Répondre aux besoins de différentes disciplines

    • Réduire le coût d’accès à l’espace

    • Favoriser l’émergence de nouvelles missions

    La filière Proteus veut répondre aux besoins des satellites de la classe 500 kg/700 kg sur les orbites basses dans les différentes disciplines de la science et des applications.

    Rompant avec les visées stratégiques des grands programmes spatiaux, cette filière de petits satellites repose sur des considérations essentiellement économiques et c'est le critère de coût qui est à la base des principaux choix techniques et industriels. L'objectif principal est de réduire le coût d'accès à l'espace et donc de favoriser l'émergence de nouvelles missions.

     

    Déroulé du projet

    Après une consultation industrielle auprès des maîtres d'œuvre nationaux de l’époque, Aérospatiale Cannes (aujourd'hui Thales Alenia Space) est retenu comme maître d'œuvre industriel et un partenariat est mis en place avec le CNES pour le développement de la plate-forme et du segment sol de commande et contrôle associé. C'est une équipe intégrée CNES/Alcatel qui a réalisé la conception du produit Proteus dont la réalisation industrielle de la plate-forme et des satellites associés revient à Alcatel conformément à l'accord de partenariat, le CNES restant maître d'œuvre de ses propres missions.

    Le lancement de Jason-1, premier satellite Proteus, le 7 décembre 2001 a finalisé avec succès l'étape initiale de développement de la filière. Ce satellite réalisé en coopération avec la NASA et successeur de Topex/Poseidon, a fonctionné à la satisfaction des utilisateurs des données altimétriques. Il a été retiré du service le 1er juillet 2013. Il a permis de vérifier la durée de vie orbitale de 3 ans spécifiée à Proteus.

    Depuis, plusieurs autres missions ont été développées et ont profité du savoir-faire acquis lors du développement générique. Le lancement le plus récent est celui de SMOS (2 novembre 2009), mission réalisée en coopération avec l'ESA, le CNES et le CDTI.

     

    Les missions de la filière PROTEUS

    La première mission, Jason-1, mission d'altimétrie lancée le 7 décembre 2001 par un lanceur Delta II. Il a été retiré du service le 1er juillet 2013.

    Illustration du satellite Jason-2 en orbite terrestre
    Simulation du satellite Jason-2 en orbite terrestre © NASA/JPL-Caltech

    La deuxième mission, CALIPSO, a été lancée le 28 avril 2006 par un lanceur Delta II. C'est une mission d'étude du bilan radiatif des nuages et des aérosols pour une meilleure compréhension de l'évolution du climat.

    Illustration du satellite Calipso
    Vue d’artiste du satellite Calipso © CNES/ill. P. CARRIL, 2004

    La troisième mission, CoRoT, mission d'astronomie, a été lancée le 27 décembre 2006 par un lanceur Soyouz. Elle a le double objectif d'étudier la sismologie stellaire ainsi que de réaliser la recherche d'exoplanètes telluriques.

    Corot est un satellite dédié à l'étude de la structure interne des étoiles et des planètes géantes et à la détection des planètes extrasolaires (ou exoplanètes). Pour mesurer les variations de luminosité de l'étoile, on compte les photons qu'elle émet et qui sont reçus par le télescope. Il faut pour cela assurer une continuité de l'observation sur un laps de temps assez long.

    Illustration du satellite CoRoT
    Vue d’artiste du satellite CoRoT © CNES/ill. D. Ducros

    La quatrième mission, SMOS, mission d'étude de l'humidité des sols, de la salinité des océans ainsi que la cryosphère, a été lancée le 2 novembre 2009 par un lanceur Rockot.

    Illustration du satellite Smos
    Vue d’artiste du satellite Smos © CESBIO

    La cinquième mission, Jason-2 successeur de Jason-1 a été lancée le 20 juin 2008 par un lanceur Delta II.

    Jason-3, quasi identique à Jason 2 mais avec des algorithmes de traitement altimétriques améliorés, a été lancé le 17 janvier 2016 sur un lanceur Falcon9 dans le cadre de la poursuite du partenariat CNES-NASA sur l’altimétrie.

     

    Organisation

    Le développement initial de la plateforme Proteus réalisé dans le cadre du partenariat CNES/Alcatel a fait l'objet d'une convention spécifique entre les deux partenaires. Le satellite Jason-1, premier utilisateur de la plateforme Proteus, a lui été contractualisé de manière classique.

    A partir de 2000, l'organisation industrielle des missions post Jason-1 a été revue grâce à un  contrat cadre filière passé avec Alcatel (Thalès Alenia Space depuis) couvrant les points suivants :

    • mise à niveau (non récurrent) de la plateforme type Jason-1 pour les missions suivantes,
    • approvisionnement de 5 jeux d'équipements et produits plateforme,
    • fixation des prix des prestations "standard" d'ingénierie des satellites utilisant la plateforme Proteus,
    • maintenance des moyens industriels de la filière pour les besoins du CNES : bancs, GSE, modèles d'étude et de simulation.

    Les contrats satellite ont été passés individuellement en fonction des décisions programmatiques du CNES. Ils s'appuyaient sur le contrat cadre filière pour la plateforme, les prestations standard et les moyens généraux de la filière. Ils définissaient au-delà du générique, les prestations spécifiques à la mission, le calendrier de réalisation et les responsabilités particulières de l'industriel jusqu'à la fin de la recette en orbite.

  • Satellite et instruments

    Satellites

    Parker Solar Probe est un satellite stabilisé trois-axes spécialement conçu pour supporter le rayonnement solaire extrême au périhélie. Un bouclier, pointant toujours vers le Soleil, permet de protéger les instruments à bord. Le satellite fournit un environnement thermiquement stable et un pointage stable aux instruments à bord.

    Le satellite Parker Solar Probe est conçu et construit par le Laboratoire de Physique Appliquée de l'Université Johns Hopkins à Laurel, Maryland.

    : Photographie de la sonde Parker en salle propre avant son lancement
    Photographie de la sonde Parker en salle propre avant son lancement en 2018 © NASA/Johns Hopkins APL/E. Whitman
    Modèle 3d schématique de la sonde Parker avec ses panneaux solaires repliés
    Modèle 3d schématique de la sonde Parker avec ses panneaux solaires repliés © JHU/APL

    La sonde emporte 4 instruments scientifiques :

    • Coronographe WISPR (Wide-field Imager for Solar PRobe)
    • Instrument de mesure de champs FIELDS
    • Instrument de mesure ISIS (Integrated Science Investigation of the Sun)
    • Instrument de mesure SWEAP (Solar Winds Electrons Alphas et Protons) 


    Instruments

    Parker Solar Probe emporte essentiellement des instruments  in situ (WISPR Caméra grand angle) pour collecter des données sur le milieu ambiant. Quatre suites instrumentales ont été sélectionnées en septembre 2010 par la NASA.

    Localisation des instruments sur la sonde Parker
    Localisation des instruments sur la sonde Parker © Parker Solar Probe SWEAP team

    SWEAP (Solar Wind Electrons Alphas and Protons)

    Instrument de mesure des caractéristiques des électrons, des protons et des ions d'hélium constituant l'essentiel du vent solaire.

    Cet instrument a été développé par l’Université du Michigan (Michigan, États-Unis) et le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (Masschusetts, États-Unis). L’IRAP est impliqué dans l’analyse des mesures in situ de l’instrument.

    Parker Solar Probe Instruments
    Parker Solar Probe Instruments

    WISPR (Wide Field Imager for Solar Probe)

    C’est une caméra grand angle fournissant des images tri-dimensionnelles de la couronne solaire et de l'atmosphère du Soleil.

    Elle a été développée par le Naval Research Laboratory (Californie, États-Unis) en partenariat avec le Centre Spatial de Liège (Belgique).

    L’IRAP est impliqué dans l’analyse des images de l’instrument. Le LAM est également impliqué : le co-investigateur de WISPR se trouve au LAM.

    Photographie de l’instrument WISPR
    Photographie de l’instrument WISPR © US Naval Research Laboratory/J. Baker
    Couronne solaire acquises par l’instrument WISPR
    NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory © NASA/Johns Hopkins APL/Naval Research Laboratory

    FIELDS

    Il s’agit au fait d’une suite instrumentale de mesure des champs électrique et magnétique, des émissions d'ondes radio et des ondes de plasma. Cet instrument est également utilisé comme un énorme détecteur de poussière spatiale.

    Il a été développé par l’Université de Berkeley (Californie, États-Unis) en partenariat avec le LIRA et le LPC2E. Le LPP a participé aussi au développement de cet instrument.

    Le LIRA apporte son expertise scientifique à l’instrument SSL avec la conception et l’étalonnage du récepteur de bruit thermique et hautes fréquences, le sous-système RFS (Radio Frequency Receiver). Le LIRA en est le co-investigateur avec l’Université de Berkeley. Il est constitué de deux spectromètres radio baptisés TNR et HFR qui couvrent respectivement les gammes 10kHz-2.5MHz et 1MHz-16MHz.

    Le LPC2E a fourni le magnétomètre triaxial SCM (Search Coil Magnetometer).

    Le réacteur MEDIASE (Moyen d’Essai et de Diagnostic en Ambiance Spatiale Extrême) du laboratoire PROMES du site du four solaire d’Odeillo a permis d’étudier le comportement et les propriétés thermo-radiatives de matériaux de la sonde Parker Solar Probe.

    Modèle 3d de la base de l’une des 4 antennes V1-V4
    Modèle 3d de la base de l’une des 4 antennes V1-V4 de détection du champ électrique. L’antenne s’étend de 2 m dans l’espace à partir du bras (en haut à gauche) qui mesure 30 cm © S.D. Bale, The FIELDS Instrument Suite for Solar Probe Plus, Space Science Reviews (2016)

    ISIS (Integrated Science Investigation of the Sun) 

    Il s’agit d’une paire de spectromètres de masse pour déterminer les éléments présents dans l'atmosphère du Soleil et capturés dans l'environnement immédiat de la sonde spatiale.

    Cet instrument a été développé par l’Université de Princeton (New Jersey, États-Unis).

    Aux termes de l'arrangement de mise en œuvre entre la NASA et le CNES concernant les instruments scientifiques de la charge utile Parker Solar Probe, signé en juin 2013, les obligations du CNES vis-à-vis de la NASA portent sur 2 instruments, FIELDS et SWEAP.

    Photographie du sous-système EPI-Lo de l’instrument ISIS
    Photographie du sous-système EPI-Lo de l’instrument ISIS, qui est composé de deux sous-systèmes (l’autre étant EPI-HI) © NASA/Johns Hopkins APL/E. Whitman
  • Parker Solar Probe en détails

    Contexte

    La couronne solaire constitue la partie externe de l'atmosphère de notre Soleil. Elle présente deux caractéristiques remarquables :

    • sa température atteint un million de degrés soit plus de cent fois celle de la surface du Soleil (maximum 6000 °C),
    • elle est à l'origine du vent solaire flux d'ions et d'électrons expulsés à grande vitesse qui bombarde les planètes du système solaire et qui peut perturber certaines activités sur Terre malgré la protection du champ magnétique terrestre.

    Depuis la découverte de la couronne solaire dans les années 1940 les scientifiques ont considérablement approfondi leur connaissance du vent solaire et du Soleil mais ils ne comprennent toujours pas les mécanismes à l'œuvre au sein de la couronne solaire.

    Seules des mesures in-situ peuvent donner les clés permettant de comprendre la physique des phénomènes se produisant à la base de la couronne solaire.

    Le nom de la sonde, Parker, est un hommage à l’astrophysicien spécialiste du Soleil Eugène Parker, qui a théorisé le premier l’existence du vent solaire. Lors de la conception du projet et du choix de ce nom, l’astrophysicien était encore en vie, ce qui fait que cette mission était la première pour laquelle la NASA donnait le nom d’une personne vivante. Cependant, Eugène Parker est décédé le 15 mars 2022, soit un peu moins de 4 ans après le lancement de la sonde le 12 août 2018.

    Photographie de la couronne solaire durant la phase de totalité de l’éclipse de Soleil
    Photographie de la couronne solaire durant la phase de totalité de l’éclipse de Soleil du 21 août 2017 © M. S. Adler

    Objectifs

    • Déterminer la structure et l’évolution des champs magnétiques du Soleil

    • Tracer les flux d’énergie dans la couronne solaire

    • Déterminer les processus à l’origine du vent solaire

    • Étudier le plasma « poussiéreux » aux abords du Soleil

    Parker Solar Probe a pour objectif d'étudier la couronne solaire, partie extérieure de l'atmosphère du Soleil qui s'étend à plusieurs millions de kilomètres de lui. La sonde spatiale doit faire ses observations en passant à plusieurs reprises à quelques millions de kilomètres de la surface du Soleil.

    Les objectifs de la mission sont de :

    • déterminer la structure et l'évolution des champs magnétiques à l'origine à la fois du vent lent qui provient des régions équatoriales et du vent rapide qui provient des trous coronaux,
    • tracer les flux d'énergie qui réchauffent la couronne solaire et accélèrent les particules du vent solaire,
    • déterminer les processus à l'origine de l'accélération et du transport des particules énergétiques,
    • étudier le phénomène du "plasma poussiéreux" aux abords du Soleil et son influence sur le vent solaire et la formation des particules énergétiques.


    Déroulé du projet

    La sonde spatiale a été lancée par une fusée Atlas 551 surmonté par un étage à propergol solide Star48 modifié permettant d’atteindre une vitesse de départ de la Terre de 12,6 km/s. La sonde a utilisé à 7 reprises l'assistance gravitationnelle de Vénus pour réduire progressivement sa distance de périhélie jusqu'à passer à une distance de 6 millions de km du Soleil à trois reprises au moins. La sonde est passé pour la première fois au plus près du Soleil 6 ans après son lancement, soit en 2024. Les deux autres passages devraient se dérouler en un an. La période de l'orbite finale est de 88 jours, identique à celle de Mercure. La sonde comporte un bouclier en carbone qui la protège du flux solaire.

    Trajectoire de la sonde Parker Solar Probe
    Trajectoire de la sonde Parker Solar Probe © Y. Guo et al., Execution of Parker Solar Probe's unprecedented flight to the Sun and early results, Acta Astronautica (2021)

    Étapes de la mission

    • 12 août 2018 : lancement par Delta IV Heavy
    • 3 octobre 2018 :1ère assistance gravitationnelle de Vénus
    • 6 novembre 2018 : premier périhélie, à 35,66 rayons solaires
    • 26 décembre 2019 : 2ème assistance gravitationnelle de Vénus
    • 11 juillet 2020 : 3ème assistance gravitationnelle de Vénus
    • 20 février 2021 : 4ème assistance gravitationnelle de Vénus
    • 16 octobre 2021 : 5ème assistance gravitationnelle de Vénus
    • 21 août 2023 : 6ème assistance gravitationnelle de Vénus
    • 6 novembre 2024 : 7ème assistance gravitationnelle de Vénus
    • 24 décembre 2024 : passage au périhélie très rapproché à 9,86 rayons solaires


    Organisation

    Parker Solar Probe est une mission de la NASA, affectée au centre spatial Goddard, et la maîtrise d’œuvre de la construction de la sonde a été assurée par le Laboratoire de Physique Appliquée de l’Université John-Hopkins, aux États-Unis.

    Le LPC2E avec le soutien du CNES a contribué à la réalisation de l’instrument SCM (Search Coil Magnetometer, qui est le seul instrument non US à bord de la sonde). Le CNES soutient aussi la participation scientifique à cette mission de plusieurs laboratoires scientifiques français : LPC2E (Orléans, France), LIRA (Observatoire de Paris, France), IRAP (Toulouse, France), LPP (Palaiseau, France), LAM (Marseille, France).

    Dans les débuts du projet, le laboratoire PROMES, qui opère le four solaire d'Odeillo dans les Pyrénées Orientales, était associé à la caractérisation du comportement à haute température des parties des instruments scientifiques qui ne sont pas protégés par le bouclier solaire.

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