L`ESA et le CNES

L’ESA et le CNES
L’Agence Spatiale Européenne
Histoire de l’ESA
Son histoire commence bien avant le 31 mai 1975.
Dans les années 60 au sein de l’Europe, 2 agences spatiales avaient été créées :
 ESRO : développement de satellite scientifique avec succès
 ELDO : développement de lanceurs EUROPA, la gestion de projet n’était qu’un mot.
ier
1 étage : anglais
2ième étage : français
3ième étage allemand
L’idée était de les assembler et faire décoller la fusée entrainant que des échecs.
ESRO a commencé à se diviser entre la science et les satellites d’observation.
En 70 l’agence de lancement ne fonctionne pas et l’ESRO avait un problème existentialiste.
CSE (conférence spatiale européenne) s’est réunie en 72 et ça a duré 1 an et demi de
discussion. Chacun avait ses intérêts mais souhaité aussi réaliser les intérêts communs du
moment que ses intérêts perso soient réalisés.
Les Français voulaient un lanceur tout comme les Allemands mais plus attiré par le vol
habité. Les Britanniques étaient plus attirés par le maritime.
Les Allemands et les Français avaient développé des satellites symphonie mais le lanceur
EUROPA n’était pas opérationnel. Ils se sont tournés vers les américains qui ont accepté à
condition que les satellites ne soient pas utilisés à des fins commerciales.
Suite à cela les Français sont prêts à financer 60-65% du budget pour des lanceurs L3S et les
allemands 20%. Les allemands veulent financer le projet Spacelab et que les français les aide
à le financer. Les Britishs entre en jeu et veulent des satellites de communications avec les
bateaux (MAROTS  MARECS amenant à la création de l’agence INMARSAT).
Les 3 pays acceptent l’accord. L’ESRO désire que la science soit le point central du projet et
que le reste ne soit qu’optionnel.
Un accord est trouvé le 31 juillet 1973 sous la base d’un traité.
Le fonctionnement de l’ESA n’est pas très simple à cause de son histoire.
Elle n’est créée que le 31 mai 1975 car l’accord va mettre du temps avant d’être signé.
Elle comportera 19 états membres qui rejoindront l’agence petit à petit dont 11 au départ.
Le Canada coopère avec l’agence et certains états européens coopèrent sans être des états
membres (Pologne, Hongrie, Slovénie, Lettonie).
Tous les membres de l’ESA ne sont pas des membres de l’UE et tous les membres de l’UE ne
font pas partie de l’ESA entrainant quelques frictions.
Les grandes structures
Il y a 4 grandes structures :
 Le conseil ministériel : il se réuni tous les 3-4 ans et doit se réunir en 2012 en espérant
que la crise soit un peu plus claire. Il réunit l’ensemble des ministres des états
membres. Entre temps les sherpas des ministres se réunissent à intervalle régulier
pour gérer les dossiers importants. C’est un conseil d’administration.
 Le directeur général : il est désigné pour 4 ans renouvelables 2 fois mais celui actuel
devrait l’être une 3ième (Jean-Jacques Dordain, français prof de M Blin). 1900 personnes
travaillent dans l’agence, ils ont le statut de diplomates internationaux.
 Les conseils de programme : ils ne traites que les programmes optionnels, pas
d’obligations des états de financer ces programmes. 6 conseils de programmes (PB,
Program Board) télécommunication, navigation, observation terre, microgravité, vols
habités, lanceurs.
 Les comités : 4, liés aux activités permanentes de l’agence et ce qui est financés par les
états membres : science, finance, technologie et politique industrielle, relation
internationales
Tout argent implanté par un état dans l’ESA doit revenir dans cet état à la manière d’un
contrat industriel : retour géographique.
Les comités et conseils doivent rentre compte au directeur et au conseil ministériel qui est le
chef d’orchestre.
Les centres
 Siège en France à Paris
 ESTEC (centre européen de recherche et de technologies spatiales), plus gros centre
qui se trouve aux Pays-Bas
 ESOC, mise et maintien à poste des sondes, se situe en Allemagne
 EAC, centre d’entrainement, en Allemagne à Cologne
 ESRIN, assure l’archivage et réception de toutes les données des satellites
d’observation de la Terre et segment sol, en Italie à côté de Rome
 ESAC en Espagne
 Harwell Science and Innovation Campus in Oxfordshire en Angleterre
 Station sol de Redu en Belgique
Pas de science technique d’ingénieur en France.
Les principaux programmes
SMART-1
Elle a pris la destination de la Lune pour vérifier l’efficacité de moteurs. Ces propulseurs
ioniques pousse peu (millinewton) mais consomme aussi très peu. Lancement 27 septembre
2003, la sonde est arrivée dans la zone d’influence de la lune 15 novembre 2004, 28 février
2005 début de sa mission. Elle a fonctionné jusqu’au 3 septembre 2006 où elle s’est écrasé
sur la lune. Caméra miniaturisé a pris des photos de la Lune.
Mars Express
Première sonde à utiliser la base de Rosetta. 2 juin 2003 partie depuis Baïkonour. 1ière sonde
européenne à se mettre en orbite autour de mars. Elle comportait une capsule qui devait se
poser à la surface, construite par les britanniques qui manquaient d’argent et avait demandé
de l’aide à l’agence. Au jour de noël elle se met en orbite autour de Mars après avoir lancé
Biggle 2, depuis pas de nouvel de Biggle 2 mais succès de Mars Express. Depuis le 8 janvier
2004 elle continue sa mission.
ROSETTA
Aurait dû être lancée début 2003. Elle devait visiter une comète donc une seule chance.
Attente d’un an pour trouver une nouvelle comète. 2 mars 2004 lancement vers la nouvelle
comète avec pour mission de se mettre en orbite à proximité de la partie haute de se
trajectoire autour du noyau de la comète pour faire des mesures sur celle-ci. Au moment du
lancement elle fut la 1ière sonde à être équipé de panneaux solaire au-delà de l’orbite de
Mars. Rendez-vous prévu en 2014. Le petit Lander devant faire les mesures s’appelle Philae.
4 réactions de gravitation, 3 survols de la Terre et 1 survol de Mars (photo faite par la
caméra du petit Lander). 1 survol de l’astéroïde STEINS en 2008 (il en existe qu’une 20taine
dans cette ceinture). 1 survol de Lutetia à 3000km et une vitesse de 15km.s-1.
Venus Express
3ième et dernière sonde utilisant la plate-forme de ROSETTA. Lancée par une fusée Soyouz à
Baïkonour. Sur Venus, conditions de 400° C et 90 fois la pression terrestre. Venus n’a pas
d’océan mais une très grosse dynamique atmosphérique. Très grosse interaction océanatmosphère sur Terre donc elle permet de confirmer les modèles sans le facteur océan.
BEPI-Colombo
Mission vers Mercure et devrait décoller depuis Kourou en 2013. Mission conjointe avec les
Japonais. Une des planètes les plus durs à atteindre à cause de sa proximité avec le soleil.
Arrivée prévue en 2019.
Cassini-Huygens
Destination Saturne et son plus gros satellite naturel : Titan. Partie en 1997, intégré avec la
sonde Cassini, mise en orbite le 1ier juillet 2004. Elles restent collé jusqu’au jour de noël 2004
puis direction Titan. Objectif étant de voir l’atmosphère de Titan qui ressemblerait à celle de
la Terre juste avant l’arrivée de la vie. Atterrissage le 29 janvier 2004. Entrée dans
l’atmosphère se passe bien même si il manque la moitié des données à cause des
américains. Un réseau hydrographique, fait entièrement de méthane, est photographié.
Herschel-Planck
Lancement de jour le 14 mai 2009 (lancement de jour, très rare). 2 satellites envoyés vers le
point de Lagrange L2, derrière la Terre (L1 devant la Terre). Observation astronomique de
grande qualité en étant à l’abri du soleil. Domaine de l’infrarouge, ils travaillent à la limite de
ce qu’on sait faire dans ce domaine. Permet de voir à travers les nuages de poussières, plus
un corps est froid plus il émet dans l’infrarouge, permet de détecter des corps froids. Plus on
regarde loin dans l’univers et plus on se décale dans le rouge et l’infrarouge. Les images des
galaxies très lointaines tendent vers l’infrarouge avec la distance. Herschel (55 à 672
microns) : le panneau solaire sert aussi de parasol, 3,3 tonnes, durée de vie de 3 ans par un
réservoir d’hélium refroidi très fortement, après les détecteurs ne seront plus refroidi.
Planck : conçu par l’institut d’Orsay, son détecteur est refroidi à 0,1K, objet le plus froid de
l’univers connu, système de refroidissement à 4 étages à la pointe de ce qu’on sait faire, la
moindre particule cosmique est détectée et sature le détecteur (éléphant), analyse des
premières lumières de l’univers par les variations de température de ces signaux à 2.10-3K.
Colombus
7 février 2008. Les européens voulaient mettre un laboratoire autonome, qui est devenu
Colombus après être relié avec les américains. La station internationale a été décalée en
2008, le module Colombus devait être un module de grande taille mais le programme ISS
prenant du retard, on a divisé sa taille en 2 par soucis de budget. En 2003, Colombia se
crache donc tout programme navette a été arrêté et a été repris en 2005 décalant le
décollage de Colombus soit presque 10 ans après la date prévu initialement.
Atlantis a envoyé Colombus, avec 1 Allemand et 1 Français présent dans la navette.
Amarrage prévu le 10 février mais l’Allemand avait le mal de l’espace, 1 américain va le
remplacer. L’opération a durée 5h.
ATV
Lancement le 9 mars 2008, véhicule cargo. Chaque ATV a un nom de baptême, le premier
Jules Vernes (choix Français), le second Joanes Kepler (Allemand), le 3e Amaldi (Italien en
2012). Capable de lancer jusqu’à 7,5t. Lancé par une Ariane 5 modifiée ES, les moteurs
étaient ré-allumable à l’étage supérieur pour réaliser les 3 manœuvres. 7 secondes entre
l’allumage des moteurs vulcains et le décollage. 3 avril amarrage par vidéo mètre laser à pas
de sénateur. Premier amarrage en automatique de l’histoire de l’Europe réussi.
Galileo
L’Europe devant utiliser les fréquences prévues pour Galileo avant la fin 2006, elle a envoyé
2 petits satellite GEOVE-A (28-12-2005) et GEOVE-B (2008 beaucoup de retard). 2 satellites
Galileo viennent d’être lancés et 2 autres en 2012, 14 autres ont été commandé à une
société Allemande, et 12 autres plus tard à une société indéterminée.
VEGA
Petit lanceur pour mettre des petits satellites (environ 1t) en orbite basse. Etage supérieur
Ukrainien, essai de changement pour améliorer les performances en permettant de passer à
des satellites de 2,5t. Le pas de tir des Ariane 4 a été détruit et doit être reconstruit.
Centre national d’études spatiales (CNES)
Créé en décembre 1961 par la volonté du Général de Gaule. Etablissement public, 2 500
personnes membres.
4 grands domaines d’activité
Accès à l’espace
Il faut être capable de lancer ses propres satellites. Fusée diamant, 1ier lanceur Français
(1965-1975) et 26 novembre 1965 premier lancement de satellite Français. Une division est
dédiée aux lanceurs à Evry.
Les applications opérationnelles et commerciales
Satellites d’observation de la Terre, civil, par le système SPOT (système pour occuper
Toulouse). De SPOT-1 à SPOT-4 meilleur que les américains d’un point de vue civil. SPOT-5 a
une résolution au sol de 3m en noir et blanc et 5m en couleur, lancé en mai 2002.
Développement d’une plate-forme SPOT avec une charge utile radar.
Moteur du développement de METEOSAT pour la première génération, pour la 2e passage
aux Allemands.
PLEIADES : 50 à 70 cm en noir et blanc et 3m en couleur. Très agile sur son point de gravité
pour permettre une prise de vue rapide.
METOP géré par EUMETSAT toujours par la plate-forme de SPOT.
Travail sur GALILEO.
Activités liées à la Défense et à la surveillance globale de l’environnement et la sécurité
Le ministère de la défense contribue au budget du CNES.
Organisme assurant la programmation des satellites HELIOS et gérant les satellites.
Gère aussi les satellites ELISA et ESSAIM gamme des 120 kg, volent par paquet de 4.
Les programmes scientifiques
Missions océanographiques : collaboration entre les américains et le CNES depuis 1980,
premier satellite POSEIDON (américain) lancé par une fusée Ariane, il fut le premier à étudier
les niveaux marins par l’étude de la gravité afin de connaitre la topographie de la surface des
océans (bosses et creux à sa surface dus à la différence de densité) ainsi que les courants (El
Nino, Golf Stream, …). La mission a été validée et continué par JASON-1 et maintenant
JASON-2 bientôt JASON-3.
ENVIAT : contribution par l’utilisation de la plate-forme SPOT et quelques appareils
scientifiques, lancé en 2002 par une Ariane.
DEMETER : 1ière utilisation opérationnelle de la plate-forme MYRIADE, objectif de vérifier une
théorie selon laquelle avant qu’un séisme se déclare, la compression des roches
emmétraient des ondes électromagnétiques à une certaine fréquence, la théorie n’a pas
tenue la route mais la plate-forme oui.
PARASOL : satellite purement Français, il a mesuré la quantité d’énergie solaire émis par la
Terre afin de mieux calculer le bilan énergétique, plate-forme MYRIADE.
CLESTER : européen avec des appareils scientifiques du CNES.
ODIN : Franco-Suédois, 2 fonctions : observations des étoiles et de l’atmosphère de la Terre.
COROT : classe des 500kg, plate-forme PROTEUS (Tales) satellite d’observation du soleil,
sismologie stellaire.
MARS EXPRESS : la France a contribué sur certains instruments scientifiques.
CASSINI-HUYGENS : même chose.
ROSETTA : pareil
Le CNES contribue a de plus en plus de projets avec l’ESA voir d’autres états, elle fait de
moins en moins de satellites.
Les centres
Le siège du CNES à Paris, aux Halles.
Le centre spatial d’Evry, direction des lanceurs va déménager dans Paris pour se rapprocher
de son équivalent de l’ESA afin de collaborer (travail sur : l’évolution d’Ariane 5, son
successeur, Soyouz, VEGA).
Le centre spatial de Toulouse (CST), plus gros centre du CNES (que depuis 1968 pour
décentraliser de Paris) contrôle des satellites même étrangers.
Le centre spatial Guyanais (CSG), port spatial européen car cogéré par le CNES et l’ESA à
quelques km de Kourou