SPOT5 est sur l'orbite Take5/ SPOT5 is on Take5 orbit

 

Tout s'est très bien passé ce matin, et SPOT5 a atteint sa nouvelle orbite, 2,5 km plus bas. Félicitations et un grand merci à toute l'équipe des opérations du CNES ! Les premières images seront acquises la semaine prochaine. Ne quittez pas !

 

On m'a de nouveau demandé comment un petit changement d'altitude de 2 km pouvait produire un changement aussi important de cycle orbital (de 26 à 5 jours). C'est expliqué ici.

 

Everything went well this morning, and SPOT5 is now on its new orbit, 2.5 km lower. Congratulations and many thanks to CNES operations teams ! The first images will be acquired next week. Stay tuned !

 

I had that question again : why does an altitude change by only 2 kms result in an orbit cycle change from 26 days to 5 days ? It is explained here.

 

SPOT5 (Take5) se prépare

=>

Le projet SPOT5 (Take5), piloté par Sylvia Sylvander au CNES et Bianca Hoersch à l'ESA, avance bien. Voici quelques informations sur son calendrier :

  • le satellite finit sa mission opérationnelle le 31 mars.

Voici les traces du satellite SPOT5 pendant l'expérience Take5. En bleu, les traces du jour 1 du cycle (tous les 5 jours à partir du 5 avril), le jour 2 est en vert (tous les 5 jours à partir du 6 avril), le jour 3 est en Jaune, le jour 4 en orange et le jour 5 en Rouge. En France, l'orbite du jour 1 passe au dessus de Carcassonne.

  • la manœuvre de changement d'orbite devrait avoir lieu le 2 avril. Nous connaissons donc les traces du satellite pendant toute la période de prise de vue, grâce aux calculs de Jean-Marc Walter du CNES. Ce n'est pas exactement la même que cette de SPOT4 (Take5). Pour les chanceux qui participeront aux deux expériences, les angles seront donc un peu différents.
  • après la manœuvre, quelques jours de marge sont prévus pour vérifier que le satellite est bien sur la bonne orbite, et éventuellement corriger la première manœuvre.  Une première image sera rapidement acquise pour vérifier que toute la chaîne fonctionne, comme pour  SPOT4 (Take5).
  • Puis nous laisserons passer le week-end de pâques, et les premières acquisitions de routine seront programmées pour le 8 avril. Si quelque chose devait empêcher la manœuvre du 2 avril, nous serions conduits à retarder de quelques semaines le démarrage de l'expérience, mais c'est peu probable !
  • nous sommes en train de vérifier s'il est possible d'enchaîner les prises de vues demandées lors de l'appel à propositions. Des ajustements seront peut être nécessaires, et si nous manquons de chance, quelques sites devront être déplacés ou abandonnés.  Cette vérification demande beaucoup de  travail à F. Daniaud (de CS-SI, pour le CNES) : le satellite n'étant pas sur son orbite nominale, la programmation doit être faite manuellement, ce qui est très lourd puisque cette fois, nous allons acquérir plus d'une centaine de sites.
  • Des essais et simulations vont être menés au CNES (DCT/OP), pilotés par Martine Béhague, pour vérifier que toutes les opérations peuvent bien s'enchaîner.
  • les interfaces avec Airbus D & S (ex Spot Image) sont en train de se préciser
  • la préparation des logiciels de traitement a démarré, avec l'équipe THEIA du CNES, avec le support de Cap Gemini, et le CESBIO. Mireille Huc, au CESBIO, nous prépare une nouvelle version de la chaîne prototype MACCS qui saura prendre en charge SPOT5 (Take5).
  • Vincent Poulain (Thales-IS) développe des outils pour simplifier la préparation des sites. Pour chaque site, il faut définir l'emprise, préparer son MNT, trouver une ou plusieurs images de référence sans nuages pour l'ortho-rectification (LANDSAT 8 principalement), éventuellement les assembler, choisir la projection.
  • les études démarrent pour définir le serveur de distribution ESA-CNES

Plus que 2 mois avant le démarrage de l'expérience, nous n'allons pas chômer !

 

 

Les orbites phasées, comment ça marche ?

=>

En ces jours où l'on reparle d'une expérience Take5 avec SPOT5, je m'aperçois que je n'ai pas expliqué ici comment on arrive à faire passer le cycle orbital de SPOT de 26 à 5 jours exactement, en abaissant l'orbite de SPOT de seulement 3 kilomètres. Il n'y a en fait rien de sorcier là dedans, juste de la simple arithmétique.

 

Depuis son orbite à 822 km d'altitude, SPOT5, comme ses prédécesseurs, a un cycle de 26 jours. Tous les 26 jours, il se retrouve au même endroit exactement. Au cours de ces 26 jours, SPOT 5 fait 369 tours de la terre. En 24 heures, un satellite SPOT parcourt donc 369/26 = 14.19 révolutions (on utilise aussi improprement le mot orbite à la place de révolution).  En diminuant l'altitude du satellite de 3 km, la vitesse du satellite diminue un peu, mais la distance à parcourir diminue davantage, le rayon du cercle à parcourir étant plus petit, son périmètre est plus court. Le satellite met donc un peu moins de temps à parcourir un tour de la terre. Il effectue ainsi 14.2 orbites par jour exactement.

Voici les orbites utilisées pour SPOT4 (Take5), avec quelques uns des sites observés en France et en Afrique du Nord. Le satellite parcourait d'abord l'orbite bleu clair, à l'ouest de la France, puis l'orbite verte le lendemain, la jaune le jour suivant et ainsi de suite. On constate qu'il était possible d'observer un site sur la trace verte depuis l'orbite bleue, et donc que chaque point au sol est bien accessible depuis un cycle orbital de 5 jours avec les capacités de dépointage de SPOT.

 

14.2 orbites en un jour, c'est aussi exactement 71 orbites en 5 jours. Le tour est donc joué, et le cycle est passé de 26 jours à 5 jours. C'est ainsi que nous avons pu réaliser l'expérience Take5.

 

On m'a aussi souvent demandé pourquoi SPOT avait une orbite de 26 jours. Nos prédécesseurs ont voulu proposer que chaque point au sol puisse être observé depuis la verticale, ou presque. Les satellites SPOT 1 à 5 avait un champ de vue de 116 km en utilisant les deux instruments, et l'on constate que 116x26x14.19 = 43000km, soit à peine plus que le périmètre de la terre à l'équateur. Ceci dit, on a rapidement constaté que la programmation de SPOT utilisait rarement cette possibilité d'observer avec les deux instruments joints. C'est donc le poids de l'histoire qui fait que l'on a conservé cette orbite pour tous les satellites SPOT, un peu comme l'écartement des voies des TGV qui provient directement de la largeur de l'arrière train d'un cheval. Il serait donc possible d'exploiter les satellites SPOT directement depuis l'orbite à 5 jours, ce qui ne changerait rien pour l'exploitabilité des satellites et la commercialisation des images mais fournirait des possibilités supplémentaires avec la possibilité d'observer à angles constants.

 

On peut d'ailleurs s'amuser à observer que les satellites SPOT6 et SPOT7 n'utilisent plus la même orbite que SPOT 1 à 5, et ne circulent qu'à une altitude de 694 km (probablement pour diminuer un peu la taille du satellite et le coût de son lancement), mais toujours avec un cycle de 26 jours, réalisé cette fois à partir de 379/26=14.58 orbites par jour. Pourtant, la justification de ces 26 jours ne tient plus, le champ des satellites SPOT n'est plus que de 60km. Mais il suffirait d'augmenter cette altitude de deux kilomètres pour se retrouver sur un cycle de 5 jours.

 

 

 

SPOT4 (Take5) : l'agenda des prochains jours

(English Version)
Changement d'orbite

L'altitude de l'orbite de SPOT4 sera diminuée de 2.5 km, demain, le 29 janvier au soir.  Il s'agit d'une manœuvre à peine plus importante que les manœuvres habituelles de maintien à poste. Pendant la nuit, les paramètres de la nouvelle orbite seront mesurés et vérifiés par les collègues de la sous-direction des opérations (DCT/OP) du CNES.

Première programmation des images

La programmation sera chargée à bord du satellite en début d'après midi du 30 janvier, toujours par les collègues de DCT/OP. Si tout va bien, les premières images devraient être acquises le Mercredi 31 janvier (Jour 5 du Cycle de 5 jours). Les images seront enregistrées à bord du satellite, et vidées sur la station de réception de Toulouse le 2 ou le 3 février, avec les images des jours suivants.

Mise au catalogue interne

Astrium (ex-Spot-Image) devrait mettre les images au catalogue en début de semaine prochaine (4 ou 5 février). Nous pourrons vérifier que les images acquises sont conformes aux attentes.

Production des données

Les premiers produits 1A seront fournis peu après par Astrium.  Pour le centre de production MUSCATE au CNES et pour le CESBIO, débutera la mise au point finale de la production des produits de niveau 1C et de niveau 2A. La décision de lancer l'expérience ayant été prise le 11 décembre seulement, tout cela demandera du temps, pour intégrer toutes les chaînes élémentaires et ajuster leur paramétrage (ortho-rectification, étalonnage, détection de nuages, corrections atmosphériques).

Restez à l'écoute !

Changer l'orbite d'un satellite, facile ?

(English version)

Lorsque nous avons proposé au CNES l'expérience SPOT4(Take 5), nous savions que le CNES ne l'accepterait pas facilement, puisque déjà, lors de la désorbitation de SPOT2, une expérience analogue, défendue par Gérard Dedieu, avait été refusée. Mais nous n'imaginions pas le travail que nous demandions à nos collègues du CNES. Pour démontrer la faisabilité du projet, nos collègues du CNES ont dû :

  • trouver une chef de projet qui a coordonné les études : Sylvia Sylvander
  • choisir la nouvelle orbite (Cycle de 2 à 6 jours) minimisant la consommation de carburant (au CNES, on parle d'Ergols). Il faut en effet garder suffisamment d'ergols pour réduire l'altitude du satellite, afin que celui-ci brûle dans l'atmosphère au bout d'une durée inférieure à 25 ans. L'orbite retenue fournit un cycle de 5 jours, qui conduit à une consommation de carburant très faible et fournit une répétitivité égale à celle des deux satellites Sentinel-2.
  • choisir la stratégie de changement d'orbite. La date de manœuvre optimale, le 29 janvier, correspond à la fin d'une période de pleine lune, or il est interdit de manœuvrer SPOT4, durant la pleine lune. Il ne s'agit pas de superstition, mais seulement d'un éblouissement potentiel des senseurs qui permettent de connaître l'orientation du satellite. Une analyse des dernières pleines lunes à la même période de l'année montre que la manœuvre devrait bien pouvoir être exécutée le 29 janvier, mais cela reste à confirmer. Au cas où, une stratégie de repli a été définie.
  • vérifier que le segment sol du satellite (conçu il y a plus de 15 ans) sait gérer cette nouvelle orbite. Le segment sol doit savoir à la fois programmer le satellite et ses prises de vue, gérer les enregistreurs de bord, coordonner le téléchargement des données sur la station de réception, tout en évitant de brouiller les autres satellites. Comme le satellite n'est plus sur son orbite nominale, toutes les conditions de brouillages sont à recalculer.
  • vérifier que le segment sol sait aussi inventorier et traiter les produits. Les produits sont habituellement référencés par leur numéro d'orbite, or ceux-ci ont changé...
  • tester le bon dialogue de tous les systèmes : un essai d'une semaine sur un simulateur du satellite et de son système a permis de montrer que tout devrait bien fonctionner.
  • le système habituel de programmation des prises de vues, à SpotImage, ne fonctionnera pas sur cette orbite, il faut utiliser le système de programmation du CNES, plus souple mais beaucoup moins automatisé. Il faut maintenant une heure trente pour programmer les 42 sites observés sur 5 jours.
  • trouver les personnels internes et externes (et donc les budgets), permettant de prolonger la vie de SPOT4 pendant 5 mois.
  • négocier avec SpotImage (Astrium Geo), le tarif de production des produits de Niveau 1A et le maintien d'une notation nuageuse
  • préparer le centre de production MUSCATE qui fournira les données de niveau 1C et 2A aux utilisateurs. Ce centre de production sera implémenté au sein du Pôle Thématique Surfaces Continentales (PTSC).

Un grand merci donc à Didier Roumiguières, Sylvia Sylvander, Laurence Houpert, Jean-Marc Walter, Jordane Sarda (CS-SI), Aurélie Moussy-Soffys, Frédéric Daniaud (CS-SI), Michel Moulin, Benoît Boissin,  Selma Cherchali, Françoise Schiavon, Marc Leroy, Jerôme Bijac (Astrium geo) et à toutes les personnes CNES et Astrium-Geo qui ont contribué à l'instruction de l'opération.