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Objets spaciaux sous contrôle

Sur les vols inhabités aucune réparation n’est possible en orbite : pour éviter de tomber en panne dans l’espace, tout se joue donc avant le lancement. Le véhicule spatial doit subir des essais très complets au sol pour garantir ses performances durant le vol.

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Tests électromagnétiques sur le spectromètre SPI d’Intégral - CNES/DUMAS Patrick, 2001
Vue en coupe de la salle de suivi informatique et de la chambre anéchoïque lors des tests électromagnétiques sur le modèle de vol du spectromètre SPI du laboratoire d’Intégral, chez Intespace

Les tests sur les objets spatiaux nécessitent des structures exceptionnelles comme la pièce que l’on voit à droite : la chambre anéchoïque, dont les parois, si particulières, absorbent le champ magnétique.

Lancé le 17 octobre 2002, le satellite Integral (Voir en bas de page) est dédié à l’étude des rayons gamma (une forme de rayonnement électromagnétique produit par les réactions nucléaires à l’origine de la création de l’Univers). Ces analyses aident à mieux comprendre certains corps célestes : supernovæ, étoiles de neutrons, trous noirs… La photo montre les essais de compatibilité électromagnétique sur le spectromètre SPI (Voir en bas de page) qui est, parmi les quatre instruments scientifiques d’Integral, celui qui fournit des analyses spectrales de sources gamma. Les tests se déroulent dans une chambre anéchoïque (à droite sur la photo), dont les parois absorbent le champ magnétique et évitent sa rétrodiffusion, et sont suivis informatiquement dans la salle que l’on voit à gauche.
On vérifie l’immunité de l’instrument contre des perturbations électromagnétiques parasites. Pour cela, on crée les perturbations (injections de courant ou émissions rayonnées) et l’on s’assure du bon fonctionnement et des performances de tous les équipements. On mesure également les émissions rayonnées par l’instrument lui-même qui pourraient perturber d’autres équipements de bord.

Un satellite se compose d’une « plateforme » et de la « charge utile ». La plateforme assure les services à bord : fourniture d’énergie (panneaux solaires, batterie), gestion bord (calculateur), contrôle d’attitude et d’orbite (senseurs solaires et stellaires, magnétomètres, actuateurs tels les roues de réaction…). La charge utile comporte tous les équipements nécessaires à la mission, les instruments de mesure : télescope, antenne, radiomètre, caméra, etc.

Des équipes spécialisées assurent l’assemblage, l’intégration (réalisation de l’ensemble fonctionnel cohérent) et les tests (AIT) sur les véhicules spatiaux dans des salles propres à ambiance contrôlée, appelées « salles blanches ». Une fois assemblé, le véhicule spatial est soumis à une panoplie complète d’essais de mise en situation pour s’assurer qu’il fonctionnera parfaitement une fois qu’il aura quitté la Terre.

LES SALLES BLANCHES

Une salle blanche est un local sous haut contrôle. On surveille la concentration de particules en suspension, la température, l’humidité, les espèces moléculaires, la pression… Tout matériel introduit est soigneusement nettoyé et les opérateurs portent des tenues spécifiques : des simples blouses aux combinaisons intégrales, gants, surchausses, bonnets, masques… Il faut éviter toute pollution particulaire (poussières, fibres, squames) ou moléculaire (vapeurs d’eau ou de solvants), qui peut engendrer des dégradations très sensibles des performances d’un système spatial : grippage de mécanismes, obscurcissement des éléments optiques (lentilles, miroirs, détecteurs), dégradation des propriétés des revêtements thermiques, du rendement des cellules solaires fournissant l’énergie de bord… Cela mettrait en péril non seulement le satellite mais surtout sa mission.

La propreté particulaire est obtenue par filtrage de l’air entrant, renouvelé en permanence, et en maintenant la salle en légère surpression vis-à-vis de l’extérieur, comme dans une tente à flux laminaire dont le filtre retient 99,97 % des particules de taille supérieure à 0,3 micromètre ! C’est à l’intérieur d’une telle tente qu’a été assemblé le télescope de la mission Corot. Le satellite du même nom, lancé en décembre 2006, est destiné à découvrir des exoplanètes (planètes hors du système solaire) qui orbitent autour d’une étoile. Pour cela, il observe les variations infimes de la lumière des étoiles, variations qui révèlent qu’une planète passe dans son champ de vue. Il était donc essentiel que le télescope soit affranchi de toute pollution.
Corot a découvert sa première exoplanète au printemps 2007, ce qui atteste de son bon fonctionnement et gratifie les équipes pour leur travail. La propreté moléculaire est quant à elle obtenue en évitant l’usage de certains produits polluants et par la ventilation d’un gaz inerte sec (azote en général) sur les parties les plus sensibles des instruments. Les contaminants moléculaires peuvent avoir des origines variées : gaz et vapeurs, liquides (produits de nettoyage, graisses dues au contact des doigts de l’opérateur), produits de l’oxydation…

Au même titre que les polluants particulaires, ces produits sont à proscrire des salles blanches : ils risquent de se déposer sur les parties optiques des instruments et d’en dégrader les performances. En effet, en orbite, sous l’effet des rayons ultraviolets, ces dépôts moléculaires vont polymériser (se transformer) et devenir opaques, formant ainsi un voile très gênant pour les appareils de prises de vues.
Les opérations sur le précieux matériel de vol sont planifiées et effectuées par des personnels formés et entraînés qui appliquent des procédures précises et validées. Toute opération réalisée est contrôlée, rigoureusement notée et tout passage à l’étape suivante est formellement validé. Le monde des salles blanches est celui de la qualité, de la traçabilité et de la planification.


Lexique

Satellite Integral SPI
Abréviation de International Gamma Ray Astrophysics Laboratory. Retour au texte

Spectromètre SPI
Spectrometer on Integral. Retour au texte

En savoir plus

LIVRE

  • L’Espace, le grand défi, coll. « BigB@ng », Hachette-Cnes.

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