Airbus Defence and Space

Nouvelle famille de senseurs inertiels

Les études avaient démarré en 2000 avec un cofinancement ESA, CNES et Airbus Defence and Space, dans le cadre du développement de Pleïades. Elles avaient pour objectif d’améliorer les performances du satellite en apportant une plus grande précision dans la localisation de l’image (facteur d’échelle stable à 10ppm), tout en garantissant une excellente stabilité lors des prises de vues (Angular Random Walk à 0,0001° / √h). En effet l’utilisation de la fibre optique supprime les perturbations dues à la rotation de la toupie permettant une nette amélioration de la performance ainsi qu’une plus grande durée de vie. Ce système atteint un niveau de précision tel qu’il permettrait de mesurer, uniquement avec un gyroscope, sans aucune autre donnée, la rotation de notre Terre autour du Soleil.

« Depuis 25 ans, Airbus Defence and Space développe, produit et teste la grande majorité des gyroscopes utilisés pour ses satellites, mais également pour la concurrence et l’export. Cette nouvelle technologie renforce encore notre position de leader dans ce domaine en Europe. En effet, pour l’Astrix™ 200, le seul concurrent dans ce domaine est l’américain Northrop Grumman, mais ses produits ne sont pas exportables, alors que le gyroscope Airbus Defence and Space est soumis à moins de contraintes car il ne comporte aucun élément ITAR (International Traffic in Arms Regulations) », explique Xavier Calmet, responsable du Pôle Senseurs.

 

Une performance jamais atteinte

Le gyroscope basé sur la fibre optique est composé de deux parties principales, le GEU, (Gyro Electrical Unit) qui réalise la commande et l’asservissement. Il comporte également la source lumineuse qui est envoyée dans le cœur optique, la deuxième partie du senseur. Ce rayon optique est divisé en deux ondes lumineuses, chacune parcourant plusieurs kilomètres de fibre optique mais dans un sens différent. Pour obtenir l’information recherchée, on mesure le déphasage de ces deux ondes contre progressives à l’arrivée. Le déphasage est directement proportionnel à la vitesse de rotation du satellite contenant le gyroscope. Il s’agit là d’une application directe de l’effet Sagnac (découvert en 1913) et du principe de causalité révélé par la théorie de la relativité restreinte d’Einstein. Xavier Calmet ajoute : « On mesure le déphasage à 10-7 radians près, alors que la bobine cumule plusieurs milliards de milliards de radians 10+10. C’est comme mesurer la distance Terre-Soleil au millième de millimètre près ! »

Le premier gyroscope Astrix volera dès 2008 sur le satellite Planck de l’ESA, puis sur les satellites Airbus Defence and Space COMS, Pleïades, Aeolus, Galileo IOV…

 

Senseurs et actuateurs : les oreilles et les muscles du satellite

Les senseurs inertiels, gyroscopes, accéléromètres sont les oreilles du satellite et lui conditionnent son équilibre. Les actuateurs sont les muscles du satellite, ils lui permettent de manœuvrer, notamment le CMG (control momentum gyro) qui lui donne son agilité.

Basé à Toulouse, le département Senseurs et Actuateurs, sous la responsabilité de Gérard Muller, est composé de 40 personnes. Plus de 1250 m² sont alloués à la production des senseurs et des actuateurs. Hormis pour les essais mécaniques, le département est autonome pour la réalisation de l’ensemble des essais de recette des équipements. Un caisson de vide thermique permettant de tester les équipements entre -150°C et +150°C vient récemment de s’ajouter aux moyens de test.

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