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DCPS - Conception et évaluation des performances des systèmes

P2ROTECT

Introduction

C'est avec l'objectif de réduire les risques encourus par les missions spatiales à la menace débris qu'a été mené entre mars 2011 et décembre 2013, à l’initiative d'un consortium, le projet P²ROTECT (Prediction, Protection & Reduction of OrbiTal Exposure to Collision Threats). Il a été cofinancé par l'UE au titre du 7e Programme-cadre européen de recherche et de développement technologique (FP7). Sept institutions et entreprises européennes spécialisées dans les technologies spatiales ont participé à ce projet coordonné par l'Onera (Thales Alenia Space Italy, OHB system, EMI Fraunhoher, Tubitak, Université de Braunschweig, TELINT).

Cadre d'analyse

Trois axes de recherche ont été menés pour identifier les contre-mesures visant à réduire le risque des missions spatiales:
  1. Améliorer la protection des satellites (blindage, redondance, relocalisation des composants vitaux,...)
  2. Accroître la prédiction des conjonctions vis-à-vis des objets catalogués
  3. Dépolluer l'espace et endiguer l'accroissement de la population de débris
     

Basé sur la méthode ATLAS développée par l'Onera, un outil innovant a été conçu pour quantifier précisément et au cours d'une mission spatiale l'efficacité des mesures de réduction de risque identifiées. Cet outil est le premier à gérer simultanément des événements dynamiques et les effets multi échelles (au niveau composant, satellite, constellation, et mission) des débris catalogués et non catalogués. Ces évaluations ont été réalisées sur trois missions Européennes d'intérêts évoluant à des altitudes typiques de fonctionnement: En orbite basse avec la mission d'observation de la Terre assurée par le satellite Sentinelle 1 (700 kilomètres) ; en orbite moyenne avec une mission de navigation via la constellation Galileo (23.000 kilomètres) ; et enfin, en orbite géostationnaire, avec une mission d'observation météorologique avec la constellation MTG (36.000 kilomètres).

Illustrations de gauche à droite de la constellation Galileo (© OHB System), du satellite Sentinel-1 (©Thales Alenia Space) , et des satellites MTG (©Thales Alenia Space)

Résultats

Les résultats ont permis de mettre en évidence les mesures les plus efficaces à court et à long termes pour la survivabilité des missions [research*eu results magazine N°32 / May 2014 - p12/13]. Ils constituent également des clés de compréhension aux mécanismes complexes et variés des effets des débris sur ces missions. Enfin les résultats sont cohérents avec ceux trouvés dans la littérature. L'intérêt d'utilisation touche potentiellement tous les acteurs du spatial: industriels, agences, et assurances. Pour en savoir plus, consultez le site web du projet: http://www.p2rotect-fp7.eu/

Illustration des composants du satellite Sentinel-1 potentiellement endommagés par des débris non catalogués (© OHB System)

Illustration de la dégradation de performance des chaînes fonctionnelles suite à l'endommagement des composants (© Onera)

Contact

Contact: Thibault.Lang \@/ onera.fr

Publications associées

[1] T. Lang, R. Kervarc, S. Bertrand, P. Carle, T. Donath, R. Destefanis, L. Grassi, F. Tiboldo, F. Schafer, S. Kempf, J. Gelhaus, Short and long term efficiencies of debris risk reduction measures: Application to a European LEO mission. Advances in Space Research 55 (2015) 282–296, Elsevier, 2014.

[2] T. Lang, R. Destefanis, L. Evans, L. Grassi, S. Kempf, F. Schafer, T. Donath, Assessing debris mitigation efficiency using risk oriented criteria: application to LEO European mission. In: Proc. of the 6th European conference on space debris, 2013.

[3] A. Elie, R. Kervarc, P. Carle, S. Prudhomme, S. Kempf, F. Schafer, T. Donath, A method and a tool for assessing in-orbit debris-related risk for space systems. In: Proc. of the 6th European conference on space debris, 2013.

[4] S. Bertrand, S. Prudhomme, S. Merit, R. Kervarc, T. Donath, Space systems vulnerability assessment to space debris: a methodology and a program. In: Proc. of the IEEE Aerospace Conference, 2012.

[5] S. Bertrand, S. Prudhomme, R. Kervarc, C. Jolly, T. Lang, T. Donath, A temporal logical methodology for probabilistic vulnerability analysis of space missions: application to vulnerability analysis of an earth observation mission due to catalogued space debris. In: Proc. of the 62nd International Astronautical Congress (IAC-11-D1.6.11).

 

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