La technique du radar à synthèse d'ouverture inverse (ISAR) permet d'obtenir des images d'un satellite en orbite à une distance de plus de 1000 km, avec une résolution supérieure au mètre.
L'observation de satellites par radar à partir du sol -
Images de la station spatiale MIR prises entre 1300 et 700km
(images brutes et rapportées au même repère)
(DEMR : H. Cantalloube)
Principe de l'imagerie ISAR d'un satellite
Un radar émet une impulsion d'ondes radio selon un faisceau très étroit et mesure le temps écoulé entre l'émission et la réception de l'écho réfléchi par une cible. L'écran d'un radar classique affiche l'intensité des échos en fonction de la distance pour différentes orientations de l'antenne (qui, en général, tourne selon un axe vertical).
La résolution angulaire* d'une antenne radar est insuffisante pour observer à la distance d'un satellite. Par contre, la résolution en distance** reste la même, et l'on peut utiliser le déplacement du satellite sur son orbite pour mesurer son profil distance sous différents angles. Car la mesure de l'intensité d'écho en fonction de la distance, donne, en fait, une projection de l'image recherchée du satellite selon une direction perpendiculaire à la direction d'observation. On calcule ensuite son image à haute résolution par une technique s'apparentant à la tomographie***.
Expert scientifique : H. Cantalloube - Département Électromagnétisme et Radar (DEMR)
Lexique
*Résolution angulaire
La résolution angulaire est l'angle minimum entre deux objets situés à une même distance du radar pour qu'ils ne soient pas confondus. Par exemple, l'antenne de 30m de diamètre du FGAN résoud à la distance de 1000 km, deux points séparés angulairement de 38 km!
**Résolution en distance
La résolution en distance est la distance minimum entre de objets situés dans une même direction pour que l'électronique du radar puisse séparer leurs échos dans le temps. Par exemple, l'électronique du radar FGAN, dont la bande passante est de 800MHz, résoud deux points séparés de 20 cm en distance (soit un milliardième de seconde entre les échos).
***Tomographie
Technique mathématique qui, à partir de multiples projections d'un objet selon différentes directions, reconstruit une coupe (image complète) de cet objet. C'est le procédé utilisé dans les scanners à rayons X pour obtenir une image en coupe du cerveau à partir de radiographies (projections du cerveau sur un écran) prises en tournant autour de la tête du patient.
