24 Mars 2015

Le Bus

Gestion et Transmission des Données de la Charge Utile

Le débit vidéo en sortie de l'instrument est de 4.5 Gbits/s. Les données sont compressées dans l'Unité de Compression des Données de la Charge Utile, à l'aide d'un algorithme de transformée en ondelettes, ce qui permet d'atteindre des taux de compression de 7, le taux en fonctionnement standard étant de 5.

Les données compressées sont ensuite mémorisées dans une mémoire de masse. Cette mémoire a une capacité de stockage de 600 Gbits. Le débit maximum en entrée des données images est de 1.5 Gbits/s. Le débit en sortie est nominalement de 465 Mbits/s, sur trois canaux individuels de 155 Mbits/s chacun.

Les données sont ensuite codées selon le schéma de code-treillis par des modulateurs de type 8-PSK couplés à des "Travelling Waves Tube power Amplifiers (TWTA)". Ils sont multi-pléxés et transmis au sol à l'aide d'une antenne omni-directionnelle de 64° d'ouverture.

Les importantes capacités de stockage et les débits de transmission élevés permettent d'atteindre, avec peu de stations de réceptions image au sol, une haute réactivité du système Pléiades. La forte agilité du système, la capacité de reprogrammation à 12 heures et la collecte centralisée des données permettant un diagnostic rapide sur la qualité des produits obtenus permettent de satisfaire une majorité de demandes des utilisateurs dans un délai inférieur à un jour.

Puissance

Le système d'alimentation utilise une batterie "Li-ion" et des cellules solaires à triple jonction. La batterie 150 Amps-heure est directement connectée aux lignes d'alimentation et impose sa tension. Elle est chargée en dehors des périodes d'éclipses à l'aide des cellules en Arsenic de Gallium (AsGa) des panneaux solaires de 5 m². Pour assurer une consommation énergétique "équilibrée" au cours d'une journée, le satellite pointe ses panneaux en direction du Soleil avant et après chaque orbite d'acquisition d'images.

Les batteries "Li-ion" sont bien adaptées en raison de leur bon rapport énergie - masse et de leur "séquence de chargement" très efficace, conditions indispensables pour assurer l'alimentation en énergie lorsque les panneaux solaires sont fixes. La taille des panneaux solaires est donc ainsi réduite. L'utilisation de cellules "AsGa" à triple jonction permet également de réduire la taille des panneaux.

Détermination de l'Attitude et de l'Orbite

Pour obtenir une bonne précision de localisation au sol, c'est-à-dire 10 m pour une probabilité d'erreur circulaire au sol de 90% sans point d'appui exogène au système, de nouveaux développements technologiques de haute précision ont été réalisés et utilisés pour la restitution de l'attitude du satellite Pléiades.

La détermination d'orbite autonome est réalisée par un récepteur Doris, ce qui permet d'atteindre une précision d'environ 1 m (sur les trois axes).

La détermination de l'attitude est réalisée par un système gyro-stellaire. Les gyromètres intégrés très précis (constituants l'Unité de Mesure Inertielle) sont utilisés pour assurer une détermination très précise de l'attitude au cours des basculements du satellite. Des Gyromètres à Fibres Optiques (Fiber Optic Gyros : FOG) permettent d'atteindre de hautes performances, avec un facteur d'échelle équivalent de quelques ppm, une dérive aléatoire de 0,002 deg/h, et une marche au hasard de 0.0002 deg/racine d'heure. Le senseur stellaire et l'unité de mesure inertielle ont des têtes optiques et des unités électroniques séparées. Les têtes optiques sont placées directement sur la structure de l'instrument pour minimiser les distorsions thermoélastiques par rapport à la ligne de visée de l'instrument.

FOG
Configuration de la tête optique de l'Unité de Mesure Inertielle FOG

Contrôle d'attitude et agilité

Pour atteindre la capacité d'acquisition d'images spécifiée pour la mission, de fortes capacités de manœuvre des satellites sont indispensables. Pléiades embarque donc des Actionneurs Gyroscopiques (Control Moment Gyros : CMGs), disposés en grappe de quatre actuateurs de 15 Nms chacun.

Actuateur
Actuateur

Des techniques de guidage innovantes sont utilisées pour contourner les inconvénients habituels des CMGs : au lieu de suivre un profil d'attitude prédéfini qui conduit la grappe à se heurter à des points singuliers, on procède à une réorientation de la grappe pour prendre en compte la trajectoire du satellite et l'historique de la grappe, afin d'optimiser globalement le système. Il a été démontré que cette stratégie de réorientation permettait toujours d'éviter les singularités, tout en assurant une convergence correcte de l'algorithme de guidage. Cette nouvelle approche permet d'utiliser la totalité de la capacité en couple de la grappe d'actionneurs, soit environ 3,2 fois la capacité d'un CMG élémentaire (15 Nms) en roulis et tangage. De plus, ce guidage en boucle ouverte peut être réalisé de façon autonome à partir de l'analyse du message de programmation. La gestion de la grappe de CMG dans le logiciel de vol est ainsi grandement simplifiée.

La propulsion est intégrée dans un module spécifique et n'est utilisée que dans les phases de manœuvre de contrôle d'orbite.

Les modes d'acquisition et de survie sont basés sur l'utilisation d'un contrôle d'attitude par actuateurs magnétiques suivant une loi en B point.

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