Développé par l’ONERA dans les années 2000, le système GRAVES permet de suivre quotidiennement et cataloguer plus de 3000 objets spatiaux en orbite basse.
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Seuls les États-Unis, la Russie, et la Chine disposent d'une telle capacité, leur procurant un atout stratégique de premier plan. GRAVES permet à la France de disposer aussi d'informations autonomes sur la situation spatiale, et ainsi de discuter de manière plus équilibrée avec les grandes puissances spatiales.
L’ONERA prépare son successeur afin de répondre aux nouveaux enjeux de l'espace de défense.
Un atout stratégique majeur
Entré en service opérationnel en 2005, le système de surveillance de l’Espace GRAVES (Grand Réseau Adapté à la Veille Spatiale) détecte les objets en orbite basse, entre 400 et 1000 km d’altitude. Il est constitué d’un système radar fixe implanté sur deux sites, qui observent les cibles traversant le ciel.
Le site d’émission émet une onde électromagnétique sur une fréquence unique et pure.
Au niveau du site de réception, la détection des ondes radar en retour exploite l’effet Doppler : la vitesse des satellites induit une variation de fréquence dans l’onde qu’ils réfléchissent.
Une fois le signal utile extrait, grâce à un traitement du signal pointu, on obtient une information analysable d’angles et une vitesse d‘observation des satellites en visibilité.
A partir de ces informations transmises à la base de l’Armée de l’air de Lyon Mont-Verdun, est élaboré automatiquement, par un puissant calculateur, un catalogue rassemblant les orbites des objets détectés. A partir de celles-ci, l’Armée de l’air peut prévoir à tout instant la position de l’ensemble des satellites suivis, notamment leur passage au-dessus du sol français, mais aussi au-dessus de territoires d'opérations extérieures.
Demain, certaines performances seront accrues grâce aux travaux de rénovation en cours. Ils portent principalement sur des interventions au niveau des antennes de réception et du traitement du signal, supporté par un nouveau calculateur exploitant les puissances de calcul actuelles.
L'évolution du contexte
L’environnement spatial évolue rapidement : entrée en jeu de nouveaux acteurs privés ou publics, augmentation du nombre de débris en orbite, miniaturisation des satellites, multiplication des projets de constellations, manoeuvres agressives et potentiellement malveillantes envers nos satellites, etc. Il est donc plus que jamais nécessaire, pour la sécurité des installations spatiales et des capacités associées, de préserver et de renforcer la surveillance de l'espace. Il est primordial d’avoir une connaissance à jour des satellites qui se croisent dans l’Espace, de leurs actions, ainsi que de leurs propriétaires.
Le renouveau de Graves
L'ONERA effectue actuellement la rénovation du système GRAVES, dans le cadre d'un contrat pour la DGA (Direction Générale de l'Armement), en cotraitance avec l'entreprise DEGREANE HORIZON. L’objectif est de garantir son fonctionnement jusqu'en 2030, tout en améliorant certaines de ses performances.
Afin de préparer l’avenir, l'ONERA a par ailleurs conçu un nouveau système qui permettra, à plus long terme, de voir plus loin des objets plus petits.
Pour détecter des satellites de plus en plus petits, le successeur de GRAVES devra s’appuyer sur une fréquence de détection plus élevée, en fonctionnant dans le domaine UHF.
D’autres systèmes complémentaires
Par ailleurs, et comme cela a déjà pu être démontré avec GRAVES lors d’expérimentations, le système pourra désigner des capteurs plus précis, pour permettre des observations détaillées d’objets présentant un intérêt particulier. Ainsi, une synergie devrait être trouvée avec un télescope d’imagerie exploitant l'optique adaptative, une technique d'imagerie optique qui permet de corriger et ainsi s'affranchir des perturbations liées aux turbulences de l'atmosphère. Un domaine dans lequel l'expertise de l’ONERA est mondialement reconnue. Ce télescope avec optique adaptative permettra d’obtenir des images détaillées de certains objets afin de mieux les connaître, les identifier et les caractériser.
