Le vol spatial en formation permet d'améliorer la précision et la sensibilité de l'instrumentation et de répartir la charge utile à bord de plusieurs satellites.
Permettant d'améliorer les performances tant au niveau de la précision que de la sensibilité de l'instrumentation et de répartir la charge utile à bord de plusieurs satellites, le vol spatial en formation est une idée d'autant plus séduisante qu'elle ouvre la voie vers de nouvelles possibilités de missions civiles ou militaires. Aussi le Cnes et l'Onera ont-ils décidé de bâtir un programme commun sur ce sujet du vol en formation qui, avec les lanceurs, l'autonomie et l'environnement spatial, constitue une des quatre grandes thématiques sur lesquelles ces deux établissements souhaitent travailler ensemble et développer des projets en commun.
Formation en vol de satellites.
Cela fait déjà plusieurs années que leurs tutelles respectives évoquent un éventuel rapprochement. Dès la fin des années 90, une initiative avait été lancée en faveur d'un rapprochement du Cnes et de l'Onera plus particulièrement dans le domaine des lanceurs. L'arrivée de Yannick d'Escatha à la présidence du Cnes et celle de Denis Maugars à la présidence de l'Onera ont permis de repartir sur de nouvelles bases, ces deux hommes ayant l'envie de parler davantage de contenus afin d'aboutir très rapidement à l'émergence de différents programmes menés en commun. C'est dans ce contexte que le Cnes a proposé à l'Onera de lancer un programme commun dans le domaine des lanceurs, actuellement en gestation. " Le secteur des systèmes orbitaux recouvre des activités très diversifiées (techniques véhicules, instrumentation, analyses missions). D'où la volonté de Yannick d'Escatha et de Denis Maugars de ne pas traiter ce sujet dans son ensemble mais de choisir des thématiques, évidemment associées à des sujets dont l'intérêt est avéré ", explique Anne Bondiou-Clergerie, Responsable des Systèmes Orbitaux au sein de la Direction de la Stratégie et de l'Action Commerciale (DSAC). L'environnement spatial, l'autonomie, le vol en formation, telles sont les trois thématiques qui ont été choisies par les deux établissements.
Associer des compétences autour d'un sujet phare et émergeant
Groupe de véhicules réalisant un système d'instrumentation répartie nécessitant un contrôle relatif précis et autonome de plateformes non liées physiquement ; ainsi définit-on le vol spatial en formation. " Faire de l'instrumentation répartie a pour but d'augmenter les performances, plus particulièrement de la résolution, en utilisant des classes de satellites du type micro-satellites ", résume la Responsable des Systèmes Orbitaux. Selon les missions, la formation de satellites peut être à géométrie variable ou fixe. La roue interférométrique, projet sur lequel les ingénieurs du Cnes réfléchissent depuis déjà longtemps, est un parfait exemple de formation à géométrie variable dédiée à l'observation de la Terre depuis une orbite basse. En revanche, dans le cas d'une mission d'interférométrie optique, c'est une formation dite " à géométrie fixe " qui sera retenue. La mission Darwin représente l'exemple même de ce type de formation. Il s'agit alors de placer en l'un des points de Lagrange sept satellites, dont un recombinant, l'objectif étant l'observation d'exoplanètes.
" Le vol en formation présente l'originalité d'être un sujet phare et émergeant auquel toutes les agences spatiales dans le monde s'intéressent ", précise Anne Bondiou-Clergerie. L'Onera, tout comme le Cnes, ont déjà commencé à y travailler. Ainsi l'Onera a lancé dès janvier 2003 un Programme de Recherche Fédérateur (PRF) baptisé " Romulus " (Radar Orbito MULti-satellites à Usage de Surveillance) d'une durée de quatre ans et auquel contribuent quatre personnes issues de différents départements. " Notre idée est de réaliser l'étude de concept d'un système visant à observer la Terre depuis l'espace à partir de radars distribués sur des satellites volant en formation afin de détecter des cibles mobiles pour le compte de la défense ", indique-t-elle. De son côté, le Cnes a réalisé plusieurs études d'avant-projets dont d'une première mission d'astronomie X baptisée " SymbolX " fondée sur la mise en œuvre de deux satellites permettant de réaliser un télescope X à grande focale. Très vite, des experts des deux établissements de recherche ont examiné ensemble s'il était possible de bâtir un programme commun autour du vol spatial en formation sur la base d'une analyse du contexte stratégique et industriel et d'une réflexion d'ensemble sur les compétences disponibles de part et d'autre et les synergies possibles.
A terme, une mission opérationnelle
Après avoir étudié le contexte stratégique programmatique et constaté l'intérêt des industriels pour le développement de ce type de missions, l'Onera et le Cnes ont, par conséquent, précisé le contenu et les objectifs d'un programme commun sur le vol spatial en formation. " Nous avons listé un certain nombre d'actions communes dans le temps avec, éventuellement, la création ponctuelle d'équipes communes, tout en gardant à l'esprit que le plus important doit rester le contenu ", souligne la Responsable des Systèmes Orbitaux. C'est dans ce contexte qu'a été défini un périmètre commun qui renferme trois volets principaux : l'un consacré à la R&T, un autre à l'aspect mission système, le troisième de ses volets visant à réaliser une démonstration au sol. " Si le Cnes mène cette ambition à son terme, pourquoi ne pas aboutir à une mission opérationnelle de vol spatial en formation ", s'interroge avec enthousiasme Anne Bondiou-Clergerie ?
Un plan d'actions d'une durée de quatre ans doit être proposé courant juin aux deux Présidents pour validation. Il comporte un certain nombre d'actions de fond, inclut le PRF Romulus qui va se transformer progressivement en projet commun, mais également des études mission système menées en commun sur certains scénarios existants comme Darwin, Romulus, ainsi que sur les missions qui émergeront du Séminaire de Prospective Scientifique du Cnes de juillet 2004. " A partir de Romulus, nous réfléchissons également au développement d'applications civiles. Dans ce cadre, nous travaillons avec des thématiciens, spécialistes d'océanographie ou des surfaces continentales ".
