Satellite et charge utile

Satellite

Le satellite Parasol était constitué des éléments suivants :

La plate-forme microsatellite constituée d'équipements génériques :

Cette plateforme, de la filière Myriade, a été conçue pour des satellites de masse entre 100 et 200 kg au lancement. Son contrôle d'attitude utilise un senseur stellaire, des gyros et des roues à réaction. S'il y a maintien à poste celui-ci est assuré par un système basé sur l'hydrazine.

La gestion bord est centralisée, construite autour d'un microprocesseur T805 à 10 MIPS. Une mémoire de masse est disponible pour le stockage des données. Les télémesures et les télécommandes utilisent le standard CCSDS.


La charge utile comprenant :

  • Un calculateur et d'une mémoire de masse 16 Gb ;
  • Une télémesure Haut Débit ;
  • L'instrument de type POLDER.

Parasol était un passager auxiliaire sur le vol d'Ariane 5G+ qui a également emporté à son bord Hélios 2A, premier satellite du système de seconde génération d'observation à des fins de Sécurité et de Défense conduit par la France, les quatre microsatellites Essaim développés à partir de la plateforme Myriade et un nanosatellite espagnol. Parasol était monté sur le plateau ASAP5 (Ariane Structure for Auxiliary Payload) avec les cinq autres passagers auxiliaires et s'est séparé en dernier sur une orbite quasi-circulaire à 705 kilomètres d'altitude.

Essai du microsatellite Parasol dans le Simdia
Essai du microsatellite Parasol dans le Simdia © CNES/P. Dumas, 2004

Plateforme

Second produit de la filière Myriade, Parasol a utilisé la même plateforme que DEMETER, microsatellite dédié à l'étude des perturbations électromagnétiques liées aux tremblements de Terre.

 

Structure de base

La structure de base du satellite était en forme de cube de 60 centimètres de côté dont chacun des faces latérales s'ouvre afin d'avoir accès aux équipements. Avec la charge utile installée, le satellite mesurait environ 80 centimètres de haut. Sa masse au lancement était de 120 kilos.

 

Contrôle d’attitude

Le contrôle d'attitude, dont la précision de pointage est de 0,1 degré, reposait sur un système composé d'un senseur stellaire, de quatre roues à réaction et de trois magnéto-coupleurs. Trois senseurs solaires et un magnétomètre ont été utilisés lors de la phase de la mise à poste. Le contrôle de l'orbite était assuré par un système de quatre moteurs à hydrazine d'un newton de poussée. La gestion à bord était centralisée, construite autour d'un microprocesseur T805 à 10 MIPS. Une mémoire de masse était disponible pour le stockage des données. Les télémesures et les télécommandes utilisaient le standard établi par le Comité Consultatif pour les Systèmes de Données Spatiales.

 

Générateur solaire

Le générateur solaire était constitué de deux panneaux articulés qui, repliés contre la plateforme lors du lancement. Une fois déployé en orbite, ce générateur d'1 mètre 70 de long générait une puissance électrique de 180 watts environ en début de vie.

Afin de permettre un débit élevé de mesures, Parasol était équipé d'une mémoire de masse importante (16 Gbits) et d'un système de télémesure à haut débit, tous deux issus des développements de Demeter.

 

Charge utile

La charge utile Parasol comprenait un ensemble d'éléments et de sous-systèmes basés sur l'instrument POLDER, développé pour un lancement en passager sur les plateformes japonaises ADEOS et ADEOS-2. Les principales différences concernaient les bandes spectrales. Le modèle de l’instrument qui se trouvait à bord de Parasol a été appelé POLDER-P (avec P pour Parasol) ou POLDER-3.

Caractéristiques principales de la charge utile Parasol :

Masse totaleEnviron 30 kg
VolumeEnviron 0.5 x 0.5 x 0.3 m3
Consommation maximale (en mode prise de vue)77 W
Puissance moyenne29 W
Débit de télémesure880 bits/s

Elle consistait schématiquement en une caméra numérique composée d'une matrice de détection CCD de 284x364 pixels, d'une optique télécentrique à grand champ de vue (± 51° dans la grande direction), et d'une roue porte-filtres actionnée par un moteur.

Les filtres étaient au nombre de 15 (plus une mesure de courant d'obscurité), et pouvaient couvrir un domaine spectral s'étendant de 443 à 1020 nm. Pour certaines longueurs d'onde, 3 filtres mesuraient la polarisation linéaire de la lumière incidente dans trois directions séparées de 120°, permettant ainsi de restituer les paramètres de Stokes et la luminance totale du rayonnement. Par ailleurs, l'acquisition d'une séquence d'images toutes les 20 secondes a permis d'observer une même cible au sol suivant plusieurs directions.

Schéma 3D de la charge utile du satellite Parasol
Schéma 3D de la charge utile du satellite Parasol © CNES

Par rapport à l'instrument POLDER, l'orientation de la matrice de l'objectif télécentrique avait été modifiée de 90 degrés afin de privilégier non plus une couverture mondiale quotidienne mais plutôt le caractère multidirectionnel des prises de vue. De même, pour réaliser des observations pouvant être comparées avec les données issues du Lidar de CALIPSO, une longueur d'onde d'observation à 1020 nm avait été ajoutée.

La bande 443 P de POLDER s'est vue remplacée par la bande 490 P et la bande 490 de POLDER par la bande 1020.

Les performances radiométriques de la charge utile Parasol étaient similaires à celles de POLDER. Les méthodes d'étalonnage, basées sur l'observation de cibles terrestres (pas de système d'étalonnage à bord), étaient également les mêmes que celles de POLDER.

La charge utile du satellite Parasol en cours d’intégration
La charge utile du satellite Parasol en cours d’intégration. Certains panneaux sont absents sur cette photo, ce qui permet un regard sur l’instrument POLDER-P © ICARE

Les bandes Spectrales Parasol

Bandes POLDERLargeur de la bandeBandes ParasolObjectif
443P20 nmAnnuléePolarisation déplacée au 490 nm
44320 nm443
Pas de changement mais haute dynamique
Détection de nuages, diminution de la couleur de l'océan
49020 nm490P
Ajout de la polarisation
Recherche des aérosols, pression dans les nuages
56520 nm565
haute dynamique
Lidar à 532 nm
670P20 nm670P
pas de changement
Recherche des aérosols, propriétés des nuages
865P40 nm865P
pas de changement
Recherche des aérosols, propriétés des nuages
76310 nm763
pas de changement
Pression d'oxygène dans les nuages par la technique d'absorption différentielle dans la bande A de l'oxygène
76540 nm765
pas de changement
91020 nm910
pas de changement
Recherche de la vapeur d'eau
/20 nm1020
Nouvelle bande
Lidar à 1064 nm, recherche des aérosols

Pour aller plus loin

Pour en savoir plus sur les instruments de Parasol, consultez le pdf « POLDER instruments calibrations » (en anglais) téléchargeable depuis la page Ressources.