PROSPECTIVE ET INSTRUMENTATION SCIENTIFIQUE AU CNES

PROSPECTIVE ET INSTRUMENTATION
SCIENTIFIQUE AU CNES
Présentation articulée en trois parties:
!
Le séminaire de prospective scientifique:
recommandations du groupe mixte
‘ ’Instrumentation ’ ’
!
La R&T: projet d ’orientations du plan
pluri-annuel 2004-2006
!
Les avant-projets au CNES: le PASO
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SEMINAIRE DE PROSPECTIVE
SCIENTIFIQUE DU CNES
2002
Rapport du groupe mixte n° 1
« Instrumentation »
Mandat
Quelles technologies pour quelles missions,
ou comment ce que l’on sait faire
détermine ce que l’on recherche ?
Quelles missions pour quelles technologies,
ou comment ce que l’on recherche
détermine ce que l’on sait faire ?
3
SYNTHESE
! Préparation, au niveau national, de l’instrumentation
spatiale européenne à l’horizon 2010-2020.
"
Plan de travail : « 13 actions pour demain »
! Quatre Piliers :
- la technologie
- les nouveaux concepts
- l’optimisation des filières
- une meilleure organisation des développements
4
La technologie
Tout d’abord, l’instrumentation de demain sera
innovante grâce à la technologie (R1 à R5) :
! Apparition de sauts technologiques - Ex. : MOEMS
! Appropriation de technologies sophistiquées
développées en dehors du cadre spatial
Ex. : Diodes laser de télécommunication, détecteurs
infrarouges militaires
! Développements très spécifiques
Ex. : Détecteurs CZT pixellisés, composants hypers
Transverse:
Cryogénie Spatiale
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Les concepts
L’instrumentation sera également innovante
au niveau des concepts (R6 à R9)
! Concepts avancés d ’instruments (spectromètres et
lidars, spectro de masse, interférométrie optique)
! Au niveau système, importance de l ’instrumentation
répartie et aussi de l ’ orbite géostationnaire
ex: synthèse d ’ouverture, séparation optique/détecteur
" Nécessité impérative de la maîtrise du vol en
formation
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L’optimisation des filières
L’innovation ne constitue pas la seule caractéristique
de l’instrumentation de demain. Il convient d ’optimiser
les filières (R10 et R11)
! Continuité des mesures : choix instrumental
! Optimisation des instruments « filière »
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L’organisation
! Cette préparation ne pourra toutefois être efficace
sans une anticipation volontariste des développements
instrumentaux (R12)
" création d’une ligne budgétaire spécifique
« pré-développement instrumental ».
! Pour finir, il apparaît indispensable et urgent de
redéfinir l’organisation des développements
d’instruments spatiaux au niveau national (R13).
" prise en compte les évolutions actuelles
et futures des principaux acteurs que sont
les laboratoires spatiaux, le CNES et l’industrie.
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LA R&T CNES
Projet d ’orientations du plan
pluri-annuel 2004-2006
Le PPRT
Préparation de la mise à jour du plan pluri-annuel de
Recherche et Technologie (PPRT)
! période 2004-2006
" Etablissement d ’un “ dossier d’orientation ”
! “ appel à idées ” publié en 2003
sur le site web du CNES,
" Nota : le plan actuel 2001-2003 a fait l’objet d’une
démarche similaire avec appel à idée en 2000,
" Les partenaires nationaux et étrangers seront invités à
participer d’abord à l’établissement des présentes
orientations, puis du plan et ensuite à la mise en oeuvre
du plan retenu.
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Orientations en Astronomie
Ce domaine repose, pour l’essentiel, sur la réalisation de
missions de grande ambition (Cf. Hubble, ISO, ...).
évolution prévue ! la synthèse d’ouverture
...d ’où les axes clé qui suivent:
!
!
!
!
La mécanique spatiale des vols en formation
La métrologie de l’instrument synthétisé
Les système et équipements permettant le contrôle
du trajet optique
la technologie des divers instruments (télescopes)
constitutifs du système (structure SiC, contrôle
actif de la température, détecteurs...)
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Orientations en exploration du système solaire
Si l’exploration du système solaire est pour
l’essentiel affaire de la NASA ou de l’ESA, la France
jouera vraisemblablement un rôle au niveau des
expériences scientifiques (par exemple sondes et
instruments d’analyse du sol ou de l’atmosphère
planétaire).
La maîtrise de la miniaturisation de ces instruments
permettant des mesures fines est une assurance d’être
invité à participer à ces missions d’exploration
planétaire. Le plan de R&T devrait comprendre un volet
sur les technologies de mesure novatrices.
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Orientations en étude du soleil et des
relations soleil-Terre
Les progrès sur les prévisions climatiques et
météorologiques , l’établissement de services opérationnels
de météorologie de l’environnement spatial, la modélisation
de l’effet sur les vaisseaux spatiaux (tenue aux radiations...)
passent par une meilleure observation, compréhension et
modélisation du soleil et des relations Soleil-Terre.
La R&T doit jouer un rôle, à coté de l’activité scientifique,
dans ce domaine et particulièrement aider à la réalisation et
la mise en orbite d’instruments et l’exploitation des données
recueillies en vue de développer des modèles fiables.
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Orientations en Physique fondamentale
Les projets prévus dans ce domaine sont pour l’essentiel
des projets de la NASA et de l’ESA car comme pour
l’astronomie, il s’agit de projets ambitieux d’une taille
supérieure à ce qui peut être raisonnablement réalisé en
maîtrise d’ouvrage du CNES.
La technologie est pour l’essentiel maîtrisée, hors le
champ des équipements utilisant les atomes froids
(horloges...) qui offre à coté des perspectives scientifiques,
des possibilités d’utilisation dans les applications
opérationnelles, voire commerciales. Il est proposé de faire
un axe fort sur ces technologies difficiles à maîtriser mais
dans lesquelles la communauté française excelle a priori.
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Les avant-projets au CNES
Le Plateau d ’Architecture des Systèmes
Orbitaux (PASO)
La mission du PASO
Dispositif amont avant l’entrée en phases A:
! études de phase O
!
!
!
Améliorer la réactivité aux sollicitations « client »
(Sciences,Défense, ..) en matière d ’études de nouvelles
missions
Traiter des idées nouvelles (stimuler et faire mûrir celles
du CNES, évaluer et rebondir sur celles des autres) et
proposer de nouvelles missions ou architectures
Appréhender les risques techniques, calendaires,
ressources humaines et financières dans le montage de
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propositions
Le PASO, dispositif de ressources
!
Au service de tous mais sous le contrôle du CENA
(Comité d’Engagement des Affaires Nouvelles) présidé
par les 3 Directions toulousaines: Techniques spatiales,
Systèmes orbitaux, Opérations). Commun aux 3
directions, il comprend:
– Un bureau à plein temps de 7 ingénieurs (5 pourvus à
ce jour) dont un économiste,
– Un corps d’environ 60 correspondants à temps partiel
issus des 3 Directions.
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Comment faire appel au PASO ?
!
"
!
Le principal client du PASO est la Direction des
Programmes du CNES, qui centralise les demandes
d ’études, venant en particulier des laboratoires
! point de contact: Didier Massonet
Les demandes sont reçues au CST par le représentant du
PASO
! point de contact: Jean-Paul Aguttes
Le PASO instruit la demande avant de passer en Comité
d’Engagement des Nouvelles Affaires (CENA)
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Traitement d ’une demande d ’étude
!
!
Avant passage en Cena -> INSTRUCTION
Instruction limitée à 1H.semaine. Le PASO instruit et
présente la Fiche d ’Action Nouvelle (FAN ) en annexant
une grille de renseignements standards (2 pages max)
présentant tous les éléments décisionnels (visibilité et
traçabilité) pour que le cena décide en responsabilité.
nota : toute demande adressée au paso doit être
instruite et donner lieu à une FAN même si:
– des ressources sont manquantes
– le paso émet un avis négatif (il doit être alors justifié)
Après passage en Cena -> ETUDE
Le paso conduit l’étude à l’intérieur des objectifs et
ressources décidées et éventuellement propose ou
demande des recadrages en cena.
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0
1
Plan Type d’un Rapport PASO
SYNTHESE ( executive summary)
INTRODUCTION, CONTENU
D’ETUDE
5 PREDIMENSIONEMENT DE OU DES
OPTIONS RETENUES
1.1 ORIGINE ET CONTEXTE
1.2 DESCRIPTION SOMMAIRE DE LA MISSION
RETENUE
1.3 CONTENU DE L’ETUDE DEMANDÉE ET ETUDES
RÉALISÉES
1.4 ORGANISATION, RESSOURCES, CALENDRIER
2
3
DOCUMENTS DE REFERENCE
POSITIONNEMENT DU PROBLEME
4
ETUDE DES SOLUTIONS OU
OPTIONS
3.1 HYPOTHESES AU NIVEAU DES BESOINS OU
FONCTIONS A COUVRIR
3.2 HYPOTHÈSES AU NIVEAU DES SOLUTIONS ET
CONTRAINTES
3.3 IDENTIFICATION DES OPTIONS D’ÉTUDES
4.1 ANALYSE DE CONTRAINTES TECHNIQUES
4.2 ANALYSE ET BILAN DES PERFORMANCES
FONCTIONNELLES ET OPERATIONNELLES
4.3 ANALYSE ET BILANS DES COUTS EN RELATIF
OU EN ASOLU
4.4 AFFINEMENT ET CARACTERISATION DES
OPTIONS
4.5 SELECTION DES OPTIONS
6
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
S
ARCHITECTURE GENERALE OU SYSTÈME
ARCHITECTURES LOCALES DIVERSES
ARCHITECTURE ET BILANS SATELLITE
STRATÉGIES DE DEPLOIEMENT ET ENTRETIEN
BILANS SYSTÈME
EVALUATIONS PROGRAMMATIQUES
ET ÉCONOMIQUES
6.1 CONTRAINTES OU HYPOTHESES
PROGRAMMATIQUES ET ORGANISATIONNELLES
6.2 PLAN DE DEVELOPPEMENT ET CALENDRIER
6.3 BILANS DE COUTS
6.4 RISQUES TECHNIQUES, CALENDAIRES ET
FINANCIERS
7
CONCLUSIONS, RECOMMANDATIONS
7.1 CONCLUSIONS , CHEMINEMENTS ET LIMITES DE
L’ÉTUDE
7.2 PROPOSITION DE SPECIFICATION MISSION
7.3 PROPOSITION ET DESCRIPTION DE SUITES D’ÉTUDES
7.3.1
DOMAINE TECHNIQUE ( PH 0,PHA,
DEV. R/T)
7.3.2
DOMAINE UTILISATEUR OU MISSION
Optionnel: Plutôt pour
phase 0 complètes
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Relations avec la R/T
!
!
!
La R/T et PASO -> 2 processus de préparation de l'avenir
– R/T -> essentiellement technologies
– Paso -> études de missions, systèmes et architectures
La R/T peut engendrer des besoins d'étude de type PASO
pour anticiper ou accompagner des développements
technologiques ou un Développement Exploratoire.
– Les demandes sont alors formulées par DPI/RTI ou les
services en charge des actions R/T.
Les besoins technologiques identifiés au terme des
études PASO pourront donner lieu à des propositions R/T
issues du PASO.
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