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STATION DE POURSUITE ARIANE 5
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Pour suivre le vol d' Ariane 5, il faut un regard haut et lointain afin d' avoir une vue d' ensemble de la situation. Les stations de télémesure parsemées le long de la trajectoire du lanceur traitent les données en temps réel ou en différées. Quelques 1500 paramètres vont être reçus par les stations émises par le lanceur (propulsion, pressions réservoirs, trajectoire) sous un débits de 1mb/s contre 240 kb/s pour Ariane 4. Après sélection, environ 10% des données sont traitées en direct, alimentant le CVI, le contrôle visuel immédiat. Le reste est stocké sur des bandes magnétiques et des disques durs. Au moment du lancement, c'
est la station de Galliot sur le mont des Pères près du centre spatial qui
"regarde" le lanceur. Elle pointe son antenne de 10 m vers Ariane 5 et
ne la quitte plus jusqu' au passage de l' horizon à H+10 mn. Pour les mises en orbites spéciales, notamment les tirs vers le Nord (Spot 4 et Helios) les stations de pays étrangers sont sollicitées (NASA avec Wallops sur la côte est des Etats Unis, Prince Albert au Canada, Pokker Flat en Alaska, NASDA avec Okinawa et Katsurra au Japon, CCRS avec Price Albert au Canada). Des kits sont alors amenés dans ces stations pour assurer la compatibilité avec Ariane. Les stations du CSG rendant la pareille à leur homologue américain lors de lancement vers l' Est.
Stations de télémesure pour le vol V107 de Spot 4 en 1998. La station des Bermudes n' est plus disponible depuis. Un système portable a aussi été développé embarquant sur 4 semi remorques de 38 tonnes pour des besoins spéciaux tel le lancement de satellites avec l' étage ESC A sur l' île de Fernando, au large du Brésil. Après le vol, les données récupérées par les stations aval sont envoyées par liaisons haut débits à Toulouse au CNES. là elles sont décodées, horodatées avec précision et pré-validées. A partir de Toulouse, elles remontent au CNES à Evry et à la SEP de Vernon. Les différents constructeurs peuvent alors les consulter sur des ordinateurs et les analyser dès le 4eme jour après le lancement. A chaque anomalie correspondra une explication et une mesure de correction auprès des industriels concernés. GALLIOT La station de télémesure de Galliot est la première station de télémesure disposée sur la trajectoire du lanceur Ariane 5 en lancement vers l’Est et aussi vers le Nord. Elle est exploité par le CNES (France) à Kourou. La station est située au Sud de Kourou au sommet de la Montagne des Pères à Galliot à 133 m d'altitude. Elle assure la réception, l'enregistrement et le traitement des signaux de télémétrie envoyés par le lanceur. Elle a la capacité de recevoir trois "jeu" de télémétrie et les installations pour démoduler et stocker les données sur des enregistreurs. Elle comprend le bâtiment principal ainsi qu'une antenne Stella 43 de 10 m de diamètre avec source à 4 dipôles croisés au foyer traitant simultanément le signal en polarisations circulaire droite et gauche. La monture est constituée de 2 axes Elévation/Azimuth. Elle fonctionne nominalement en poursuite automatique sur la ou les fréquence(s) opérationnelle(s) télémesure à partir des signaux reçus des 2 récepteurs d’écartométrie en diversité de fréquence ou diversité de polarisation. La poursuite peut aussi être effectuée en mode de désignation d'objectif sur les données transmises par le système de localisation et de trajectographie du Centre Spatial Guyanais. L'antenne KRU 98 Star 45 située entre les deux antennes Star 43 permet de transmettre et de recevoir les signaux radio-électrique, la télémétrie et les commandes de transmissions. Un équipement de dé-commutation temps réel permet de formater un message "Contrôle Visuel Immédiat" destiné au centre de traitement "CVI" de Galliot. Un système de stockage de la totalité de la télémesure et de transport permet de transférer en temps différé les données enregistrées vers le Centre de Traitement des Télémesures à Toulouse.
CSG LOCALISATION RADAR La localisation s'appuie sur l'utilisation de trois radars de trajectographie, l’Adour 2, le Bretagne 1 et le Bretagne 2. A partir de l'émission d'une onde électromagnétique, émise par les radars et renvoyée par le lanceur, on peut, grâce à la mesure d'angle et de distance, localiser le lanceur dans l'espace. Adour 2 est situé sur le site météo de Kourou, près du centre technique, à l'entrée du CSG.
Bretagne 1est situé sur le site du Grand Leblond sur la Montagne des Pères à l'entrée de Kourou en bordure de la RN 1 (155 m d'altitude). Il s'agit d'un radar de trajectographie impliqué dans la mission de localisation du lanceur. Il fournit des informations sur la position du lanceur dans l'espace.
Bretagne 2 est sur la station de la colline Montabo à Cayenne en bordure de l'Atlantique à 60 km de Kourou. Elle est équipée d'un radar de trajectographie, le Bretagne 2, qui participe à la mission de localisation du lanceur avec les deux autres radars Adour 2 et Bretagne 1.
NATAL La station de télémesure de Natal située à l’extrême Est du Brésil, sous l’Equateur, est la seconde station de télémesure disposée sur la trajectoire du lanceur Ariane 5 en lancement vers l’Est. Elle est exploitée par le Centro de Lançamento da Barreira do Inferno à Natal au Brésil. Elle comprend le bâtiment principal ainsi que l’antenne Stella 43 de 10 m de diamètre avec source à 4 dipôles croisés au foyer traitant simultanément le signal en polarisations circulaire droite et gauche. La monture est constituée de 2 axes Elévation/Azimuth. Elle fonctionne nominalement en poursuite automatique sur la ou les fréquence(s) opérationnelle(s) télémesure à partir des signaux reçus des 2 récepteurs d’écartométrie en diversité de fréquence ou diversité de polarisation. La poursuite peut aussi être effectuée en mode de désignation d'objectif sur les données transmises par le système de localisation et de trajectographie du Centre Spatial Guyanais. Un équipement de dé-commutation temps réel permet de formater un message "Contrôle Visuel Immédiat" destiné au centre de traitement "CVI" de Galliot. Un système de stockage de la totalité de la télémesure et de transport permet de transférer en temps différé les données enregistrées vers le Centre de Traitement des Télémesures à Toulouse.
ASCENSION La station de télémesure située sur l' île d'Ascension dans l'océan Atlantique, est la troisième station de télémesure disposée sur la trajectoire du lanceur Ariane 5 en lancement vers l’Est. Elle est exploité par Cable and Wireless (Royaume Uni) sur l' ile de l' Ascension. Elle comprend le bâtiment principal, l'antenne et le shelter d'exploitation station. La station dispose d’une antenne Sparte IV de 4m de diamètre avec source à 5 dipôles croisés au foyer. La monture est constituée de 2 axes Elévation/Azimuth. Elle fonctionne nominalement en poursuite automatique sur la ou les fréquence(s) opérationnelle(s) télémesure à partir des signaux reçus des 2 récepteurs d’écartométrie en diversité de fréquence ou diversité de polarisation. La poursuite peut aussi être effectuée en mode de désignation d'objectif sur les données transmises par le système de localisation et de trajectographie du Centre Spatial Guyanais. Un équipement de dé-commutation temps réel permet de formater un message "Contrôle Visuel Immédiat" destiné au centre de traitement "CVI" de Galliot. Un système de stockage de la totalité de la télémesure et de transport permet de transférer en temps différé les données enregistrées vers le Centre de Traitement des Télémesures à Toulouse.
MALINDI La station de télémesure de Malindi au Kenya, située sur l’Equateur à l’Est de l’Afrique, est la dernière station de télémesure disposée sur la trajectoire du lanceur Ariane 5 en lancement vers l’Est. Elle est exploitée par le Centro di Ricerca Projetto San Marco à Malindi au Kenya. Elle comprend le bâtiment principal ainsi que l’antenne parabolique Datron de 11 m de diamètre avec source au foyer. Elle fonctionne nominalement en poursuite automatique sur la ou les fréquence(s) opérationnelle(s) télémesure à partir des signaux reçus des 2 récepteurs d’écartométrie en diversité de fréquence ou diversité de polarisation. La poursuite peut aussi être effectuée en mode de désignation d'objectif sur les données transmises par le système de localisation et de trajectographie du Centre Spatial Guyanais. Un équipement de décommutation temps réel permet de formater un message "Contrôle Visuel Immédiat" destiné au centre de traitement "CVI" de Galliot. Un système de stockage de la totalité de la télémesure et de transport permet de transférer en temps différé les données enregistrées vers le Centre de Traitement des Télémesures à Toulouse.
LA STATION TRANSPORTABLE La station transportable Ariane (CNES Kourou) a pour mission d'assurer : - la réception et l'enregistrement de la télémesure Ariane pendant la phase de visibilité du lanceur depuis le site retenu, - la transmission, par ses propres moyens de télécommunications, de la télémesure Ariane vers les Centres du CNES à Kourou et à Toulouse en temps réels, puis en temps différé. La station est transportable pour permettre l'adaptation rapide du réseau des stations aval, chargé d'assurer la couverture quasi continue des phases propulsées du lanceur: elle sert en particulier de station de flanquement pour les lancements vers le Nord et complète le réseau des stations fixes équatoriales (Kourou, Natal, Ascension, Libreville et Malindi). La station comprend : Un dispositif de collimation autonome permet de tester l'antenne de réception. La station transportable Ariane est constituée de quatre éléments principaux d'environ 10 mètres de longueur, tous installés sur des remorques au gabarit routier. Sous-systèmes aérien et radio-fréquence : Modes opérationnels : Système bande de base : La station est reliée aux Centres du CNES à Kourou et à Toulouse, aussi bien en phase de préparation au lancement qu'en phase opérationnelle, pour la conduite des opérations et la transmission de la télémesure. Les télécommunications sont assurées au moyen de deux unités de transmission numériques de type Inmarsat B (débit maximal de 64 kb/s) dont les antennes repliables sont pointées sur deux satellites Inmarsat 3 différents, en fonction de l'emplacement de la station. La station STA 5 a servie pour le lancement de XMM en 1999 (V119) ) basé à Arcachon, son lieu de construction. En 2002, elle retourne à Cayenne près du radar Bretagne à Montabo pour assurer le lancement de Envisat en 2000 (V145) en complément de Galliot.
Phénoménal laboratoire flottant, truffé de radars impressionnants, d'électronique, d'optronique et d'informatique, " Le Monge " est un navire unique au monde. Ce Bâtiment d'essais et de mesures (BEM), fleuron de la Marine française, est en effet doté de moyens d'observation et d'écoute ultra-perfectionnés permettant la poursuite de satellites et de fusées. Mais c'est surtout un maillon essentiel de la mise au point des missiles nucléaires stratégiques français. Ce bâtiment d'un peu plus de 20.000t et mesurant 230m de long sur 25m de large n'a pas besoin d'aller très vite : à peine 16 nœuds. Sa force n'est pas dans sa vitesse mais dans son intelligence embarquée. Un système nerveux dont les pièces sont reliées par des centaines de kilomètres de câbles à haut débit de données, qui comprend des logiciels excédant le million de lignes de code, et pour lequel un système de réfrigération perfectionné a été conçu (au total, l'alimentation électrique suffirait à une ville de 20.000h). Parmi les instruments les plus originaux embarqués à bord du " Monge ", il faut isoler ceux qui servent à mesurer la densité et la température de l'atmosphère, des ballons-sondes allant jusqu'à 30-35km d'altitude, une fusée-sonde Viper jusqu'à 100km, ainsi qu'un fabuleux LIDAR -lui aussi unique au monde-, rayon laser vert large de 50cm, qui sonde les airs entre 30 et 90km. Mais la salle la plus importante reste celle de télémesure, où les super-ordinateurs stockent toutes les données enregistrées. Ces bandes secrètes ne sont que partiellement traitées à bord. L'essentiel est envoyé par avion en métropole, au Centre d'essais des Landes et à EADS. Là, l'exploitation nécessite au minimum six mois de travail pour une équipe de 20 personnes qui corrèle également les données à celles recueillies lors des tirs précédents ! Mais il ne faudrait pas croire qu'une fois le tir achevé, le personnel du " Monge " se met en vitesse de croisière. Car si les missiles balistiques constituent sa première mission, elle n'est pas la seule. L'éventail a même tendance à s'élargir car les tirs d'essai de missiles n'ont plus besoin d'être aussi nombreux qu'à l'époque où le " Monge " fut lancé en 1992. Avec ses larges " oreilles ", ce navire reste aussi un fantastique moyen de suivi, d'observation et d'écoute des satellites -y compris espions-, une tâche qu'il pourra bientôt renforcer en coopérant avec le futur radar GRAVES implanté à Apt et Dijon. Le vaisseau se tourne aussi de plus en plus vers l'espace : c'est ainsi que, fin 1999, il fut positionné dans l'Atlantique pour contrôler la trajectoire du lanceur européen Ariane-5 ou qu'il put suivre le 23 mars le retour dans l'atmosphère de la station russe Mir -depuis son quai à Brest ! C'est aussi le " Monge " qui pourrait être chargé, entre autres, de suivre la trajectoire de l'ATV, le vaisseau cargo qui sera lancé par une fusée Ariane-5 de Kourou en Guyane vers la station spatiale internationale.
Carte des stations de
télémesure en 2020 Guyane,
LA SAUVEGARDE Sauvegarde Le Centre Spatial Guyanais doit assurer la protection des personnes, des
biens et de l'environnement contre les dommages et les nuisances que peuvent
occasionner les lancements de véhicules spatiaux. La sauvegarde en vol a pour but de contrôler
l'évolution du lanceur afin de pouvoir le neutraliser s'il venait à présenter
un danger. Elle utilise pour l'essentiel les informations en temps réel
fournies par le Centre de coordination des éléments
de localisation TR 1 et TR 2 (position du lanceur et son point
d'impact), à partir des données transmises par le système de localisation,
mais également des informations de télémesure (quelques paramètres du
premier étage) fournies en temps réel par le SET (système d'évaluation des télémesures
Ariane 4) et le SCET (système de coordination et d'exploitation des télémesures
Ariane 5) servant de levée de doute. La neutralisation éventuelle du lanceur
peut être provoquée par la station de télécommande au CSG. La sous-Direction chargée de la Protection, de la Sauvegarde et de
l'Environnement est responsable de trois missions essentielles : Pour mener ses missions, la Sous Direction est dotée de trois divisions : C'est le Bureau de Coordination Sauvegarde qui coordonne les activités dangereuses afin de diminuer les possibilités d'accidents. En cas de problème, le BCS peut déclencher une alarme ou une cellule de crise. La trace du lanceur obéit à une loi
définissant une trajectoire idéale visualisé sur un écran de contrôle. la
trace jaune efface peu à peu la bleu, l' intervalle entre les deux indiquant le
retard ou l' avance du lanceur par rapport au plan de vol. Cet intervalle
définie en fait la marge de manoeuvre, la couleur orange étant les
"barrières à ne pas dépasser. Au delà, c 'est le rouge et le lanceur est
détruit. A portée de main du RSV, une clef et un bouton de commande celui qui déclenchera la destruction du lanceur. L' ordre part à la station de télécommande pour être codé et amplifié, puis envoyé au lanceur via une antenne positionné sur le toit du bâtiment de la sauvegarde au centre technique, le tout en une fraction de seconde. La liaison est en permanence tester grâce à un signal envoyé qui est censé "percuter" le lanceur comme çà en théorie, si le lanceur doit être détruit sur la limite d' intervention, il le sera avant de l' atteindre si la liaison était trop dégradée, pour ne pas perdre le signal. Ce n'est pas un logiciel qui déclenche l'explosion. Toute la fusée est entourée
par un fil par lequel on fait passer un courant faible. Quand le courant ne
passe plus, cela indique que le fil est rompu et que l'integrité structurelle
de la fusée est compromise. Ceci déclenche automatiquement le dispositif
d'autodestruction. Le dispositif d'autodestruction par explosifs assure
uniquement qu'il n'y ait pas des trop gros morceaux qui tombent au sol Si le lanceur sort du gabarit mais reste parallèle à la trajectoire théorique, il n' est pas détruit, la mission est dans ce cas "simplement dégradée". Pour le détruire, il faut que le lanceur devienne incontrôlable ou instable mais dans ce cas, les forces de pression devraient le détruire avant la sauvegarde. Passé 10 minutes, la liaison de sauvegarde est coupée. Un ordre est envoyé au lanceur afin de mettre en sécurité la chaîne de sauvegarde au cas où un élément extérieur viendrait à envoyer un signal parasite.
L'activité spatiale contribue à l'étude de l'environnement grâce aux satellites d'observation. Ils permettent de mieux connaître et mieux gérer et protéger l'environnement à l'échelle planétaire. Les activités spatiales, comme toutes les activités humaines et industrielles consommant de l'énergie, sont polluantes. La certification ISO 14001 du CSG permet un état des lieux très détaillé des sites ou activités présentant un risque pour l'environnement. Une fois cette analyse faite, l'objectif est de définir un programme afin d'identifier les actions, les ressources et les moyens nécessaires pour réduire voire éliminer tous les impacts environnementaux significatifs. Une attention particulière et rigoureuse est évidemment apportée au transport, stockage et remplissage des matériaux nécessaires à la propulsion des lanceurs et des satellites. Les transports sont sécurisés au maximum : planification, information des autorités concernées, camions adaptés, chauffeurs qualifiés, vitesse réglementée, escorte de gendarmerie et/ou du Service Transport du CNES. Pour éviter les risques sur la route nationale, les matières dangereuses arrivent au port de Pariacabo. Le stockage est également sous haute sécurité. Le stockage des ergols, se fait dans une zone indépendante, à accès limité et avec une zone de sécurité contrôlée. Une surveillance permanente est assurée par des détecteurs de fuites, pressions et incendie et la mise en place systématique d'astreintes. Les rejets des produits, lors des remplissages des satellites, sont faibles, de l'ordre de deux à trois litres par satellite. Ils sont piégés et neutralisés. Pour réduire encore l'impact sur l'environnement, un dispositif se met en place progressivement. D'ici deux à trois ans, ces rejets ne seront plus brûlés mais éliminés par traitement bactérien, évitant ainsi toute pollution. Un autre dispositif est en cours développé par le CNES une unité de traitement des effluents gazeux plus performante. Ce procédé, d'un meilleur rendement, diminuera les rejets, donc la pollution. Lors des décollages d'Ariane 5, la combustion des ergols du lanceur (environ cinq cents tonnes) se disperse dans l'atmosphère. Cette pollution reste néanmoins très ponctuelle en regard de celles engendrées en continu par d'autres secteurs comme ceux de la circulation routière ou aérienne. Le CNES/CSG réalise chaque année des plans de mesure destinés à évaluer l'impact des lancements d'Ariane 5 sur l'environnement et dont les objectifs sont de mesurer à chaque lancement les concentrations en acide chlorhydrique, peroxyde d'azote, produits hydrazinés, sur Kourou, Sinnamary, le Centre Technique et les sites d'observations des lancements, de mesurer en champ proche (inférieur à un kilomètre de la zone de lancement) et en champ lointain (supérieur à six kilomètres), les teneurs en alumine, acide chlorhydrique ou en chlorure d'hydrogène, de suivre la qualité des eaux des carneaux de la Zone de lancement, d'évaluer, sur certains lancements, l'impact sur l'avifaune, [la faune ailée], sur la végétation et l'évolution de la qualité chimique des eaux de la crique Karouabo. Au niveau des retombées au sol, les concentrations en alumine et acide chlorhydrique (produits de combustion des étages d'accélération à poudre) sont conséquentes (encore une fois de manière temporaire) sur la zone de lancement, dans un rayon inférieur à un kilomètre. Au-delà, les valeurs des retombées sont très faibles. Cela s'explique, notamment, par la chaleur du nuage provoquée par la combustion des propergols et par la vitesse d'élévation du lanceur qui limitent considérablement les retombées au sol. Ces mesures sont difficiles à effectuer. En effet, ce sont des quantités infimes qui doivent être détectées. De plus, le climat chaud et humide de la Guyane n'est pas favorable à ces mesures. Enfin, la latérite recèle naturellement une forte concentration en alumine, et les embruns marins, de grandes quantités de chlore. Pour éviter tout amalgame, le CSG fait appel à des experts extérieurs, reconnus dans leurs domaines de compétences, pour réaliser ces plans de mesure. Des organismes tels que l'Inra (Institut National de la Recherche Agronomique), l'IRD (Institut de Recherche pour le développement), l'Ineris (Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques), Hydreco pour la surveillance de l'eau et de la faune aquatique, et Ecobios pour l'avifaune interviennent ainsi dans le dispositif. Les résultats de ces plans de mesure sont publics et consultables sur demande au Service Sauvegarde et Environnement ou de toutes les autres parties concernées par la protection de l'environnement tel le SPPPI (Secrétariat Permanent pour les Préventions des Pollutions Industrielles). La gestion des déchets, quant à elle, est gérée depuis deux ans par la société Endel, elle-même certifiée ISO 14001. Ces déchets concernent à la fois les déchets industriels spéciaux, présentant un risque pour l'homme et l'environnement (déchets chimiques, huiles, carburants, piles, pneus, …) et les déchets encombrants (ferrailles et autres). Ces déchets sont triés, stockés et conditionnés avant d'être expédiés vers différents centres de traitement en France hexagonale. Des certificats attestant de la réalisation effective du traitement sont ensuite transmis à la société Endel.
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