La
liaison télémesure / télécommande (TM/TC) constitue le fil vital qui relie le
satellite SPOT 4 à son centre de contrôle : le Centre de Mise et
Maintien à Poste.A quoi sert la liaison
télémesure / télécommande ?
Une
journée de programmation du satellite,
Le réseau 2 GHz,
L'oreille du satellite,
Le logiciel de vol
La
liaison télémesure / télécommande (TM/TC) constitue le fil vital qui relie le
satellite SPOT 4 à son centre de contrôle : le Centre de Mise et
Maintien à Poste.
Elle permet d'assurer le dialogue entre le sol et le satellite. La plupart du temps, celui-ci est voué à lui-même. En effet, en raison de son orbite, le satellite ne peut communiquer avec le sol que 5 % du temps, quand il est en visibilité d'une station du Réseau 2 GHz.
Cette liaison est une liaison "duplex" (la communication a lieu dans les deux
sens).
Dans un sens, la communication permet d'observer le satellite au travers du compte-rendu de son état de santé et des anomalies qu'il a détectées par son ordinateur bord ; c'est le rôle de la télémesure. Il s'agit d'un ensemble de mesures faites à bord du satellite et qui sont transmises au Centre de Mise et maintien à Poste. Ces mesures décrivent le satellite, sous-système par sous-système. Les mesures faites concernent des grandeurs aussi diverses que des températures, des tensions, des courants... Prenons par exemple le sous-système constitué par les panneaux solaires ; il est indispensable de connaître en permanence, entre autres, la tension qu'ils délivrent ainsi que le courant qui les traverse.
Dans l'autre sens, la communication consiste soit en la programmation de routine (prises de vue commerciales demandées par Spot Image) soit en des commandes d'actions spécifiques pour le traitement de tout événement (manœuvres d'orbite, tests équipements, anomalies, pannes, ...) ; c'est la liaison de télécommande. Bien qu'un satellite, de nos jours, fonctionne de façon tout à fait autonome, il n'en demeure pas moins nécessaire de le télécommander. Ce besoin est, entre autres, mis en évidence lors de la phase de mise à poste du satellite. Cette phase très délicate nécessite le contrôle étroit du satellite depuis le Centre de Mise et Maintien à Poste. A la fin de la phase automatique de déploiement des panneaux solaires, les télécommandes envoyées par le centre de contrôle permettent de mettre en service opérationnel les équipements qui sont hors service pendant le lancement : enregistreurs, charges utiles et passagers.
Cette liaison permet aussi les mesures de localisation. Cette appellation regroupe les mesures qui permettent de localiser avec précision le satellite au-dessus de nos têtes (on parle de détermination d'orbite). Il s'agit :
Quand ces mesures sont achevées, le Réseau 2 GHz du CNES qui les a réalisées, les fournit à son client, qui est ici le Centre de Mise et Maintien à Poste.
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Chaque jour Spot Image regroupe les demandes des clients sur les sites à observer le
lendemain.
Il les fait parvenir dans un plan de travail au Centre de Mise et Maintien à Poste.
Le Centre de Mise et Maintien à Poste contrôle le contenu de ce plan pour éviter toute dégradation du satellite. Il traduit ensuite ce plan sous forme de télécommandes qui sont alors prêtes à être transmises au satellite.
Le dialogue proprement dit s'établit quand le satellite passe en visibilité d'une des
stations du Réseau 2 GHz utilisé par le CNES.
Quand le contact "radio" est établi, le Centre de Mise et Maintien à Poste
reçoit la télémesure de servitude, la traduit en paramètres pouvant être affichés
sur ses écrans de contrôle. Les opérateurs sont à même d'interpréter ces
paramètres. Un grand nombre de ces paramètres est également analysé en temps réel par
les logiciels du Centre de Mise et Maintien à Poste pour faire le bilan de santé du
satellite ou encore élaborer certaines télécommandes transmises au satellite lors des
visibilités suivantes.
Très rapidement après l'établissement de la liaison, si aucune anomalie n'est constatée, le Centre de Mise et Maintien à Poste envoie les télécommandes prévues au satellite.
Excepté lors de très rares cas d'incidents graves, les télécommandes sont préparées dans les dix minutes qui précèdent la visibilité et sont chargées à bord du satellite avant la fin de visibilité de la station (moins de 15 minutes).
Dans ce dialogue, le "maître" est le Centre de Mise et Maintien à Poste de Toulouse. L'"esclave" (relativement intelligent !) est le Logiciel de Vol installé dans le satellite. La communication entre les deux est assurée par l'usage des ondes radioélectriques à très haute fréquence (de l'ordre de 2 GHz) entre les équipements émetteurs/récepteurs de part et d'autre, sur le satellite comme dans chacune des stations sol qui constituent le Réseau 2 GHz CNES.
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On retrouve quasiment les mêmes types d'équipements que sur une station sol :
Ils
incluent les mêmes fonctions de modulation / démodulation de la fréquence 2 GHz qu'au
sol. Chacun de ces transpondeurs est de faible dimension. Il émet un signal
radioélectrique pour la télémesure de 250 mW et reçoit les signaux de télécommande
d'une puissance infime (de l'ordre du picoWatt : 10-12 Watt !). Ces
transpondeurs sont d'une sensibilité d'écoute exceptionnelle.
L'antenne S1
Ces
deux transpondeurs sont couplés ensemble (ils reçoivent ensemble le même signal et
n'importe lequel des deux peut émettre, selon la configuration choisie). Cette
"redondance" assure à l'ensemble une fiabilité maximale en cas de défaillance
d'un des modules.
Ils sont reliés aux deux antennes en même temps, à travers un coupleur hybride qui distribue les signaux dans les deux sens de communication.
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Le logiciel de vol s'exécute à bord sur un processeur Fairchild 9450 à 12 MHz (le processeur de votre PC tourne à une fréquence de l'ordre de 100 à 200 MHz) muni de moins de 200 koctets de mémoire (on est encore loin des 16 ou 32 Moctets de la mémoire RAM de votre ordinateur personnel). C'est avec ces si maigres ressources que le logiciel de vol exécute les télécommandes les unes après les autres et gère les modes de fonctionnement du satellite.
L'activité quotidienne du satellite est conditionnée par la liste des télécommandes que lui transmet le Centre de Mise et Maintien à Poste. Les prises de vue correspondant aux demandes des clients sont réalisées sur exécution du logiciel de vol quand le satellite passe en visibilité du site à viser.
C'est également le logiciel de vol qui effectue les corrections d'orbite requises pour que le satellite reste sur la bonne trajectoire. Il surveille le bon fonctionnement de tous les équipements du satellite en dialoguant avec eux. Cette surveillance a lieu à 1 Hertz (une fois toutes les secondes), 8 Hertz ou 32 Hertz. Cette surveillance a pour but de permettre au logiciel de vol d'exécuter l'action appropriée pour garantir la non détérioration du satellite. En cas de détection d'une défaillance, le logiciel de vol continuera d'assurer les fonctions vitales du satellite en utilisant si nécessaire les équipements redondants. Il n'est pas demandé au logiciel de vol de localiser l'élément défectueux, ni même de permettre la poursuite automatique des prises de vue sans intervention du Centre de Mise et Maintien à Poste. Le logiciel signale les anomalies dans la télémesure et donne les informations nécessaires à la localisation de l'élément défectueux par les spécialistes au Centre de Mise et Maintien à Poste.
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page mise à jour le 06 June 2000