La « charge utile » remplit un rôle essentiel dans le segment spatial en permettant au satellite de remplir sa mission.
Mais qu’est-ce qu’une charge utile et comment fonctionne-t-elle ? Aujourd’hui, Olivier MAES, COO de Prométhée Earth Intelligence nous explique en quoi consiste cette technologie essentielle.
Qu’est-ce qu’une charge utile et comment ça marche ?
La charge utile, comme son nom l’indique, est la partie d’un satellite qui remplit une fonction spécifique et indispensable à la réussite de sa mission. Nos homologues anglophones sont encore plus explicites, en traduisant « charge utile » par « Payload, » soit littéralement « la charge qui paye. » En termes simples, la charge utile est le cœur opérationnel d’un satellite, permettant l’accomplissement de sa mission.
En opposition à la charge utile, nous trouvons ce que l’on nomme « le bus » ou « la plateforme. » Le bus ou la plateforme sont responsables de fournir les ressources nécessaires au bon fonctionnement de la charge utile, notamment l’énergie, les senseurs et actuateurs pour positionner le satellite, ainsi que la communication avec la Terre.
Dans le cas spécifique du satellite ProtoMéthée, sa charge utile prend la forme d’un imageur, une caméra capable de capturer des images à haute résolution de la Terre depuis l’orbite.
En parlant de systèmes embarqués, qu'attendre de ProtoMéthée ?
ProtoMéthée, c’est un nanosatellite de taille 16U. Ce qui signifie qu’il se présente sous la forme d’un cube de 20 cm x 20 cm x 40 cm, et utilise une technologie « Flight proven », déjà testée et éprouvée dans l’espace.
Les caractéristiques clés de cette mission d’observation de la Terre exigent que ProtoMéthée soit à la fois stable, agile et autonome. La stabilité est essentielle pour capturer des images nettes, tout comme un photographe évite de bouger lors de la prise de vue. L’agilité est nécessaire pour que le satellite puisse orienter sa caméra dans différentes directions et ne pas se limiter à uniquement la trace sous lui. L’autonomie permet de programmer des opérations à l’avance tout en restant flexible pour répondre aux besoins des clients.
Quel sera l'objectif de la charge utile embarquée dans ProtoMéthée ?
Le satellite embarque deux charges utiles. La première est une caméra optique multispectrale capable de capturer des images avec une résolution de 1,5 mètre dans sept bandes spectrales différentes. Cette charge utile principale est au cœur de la mission de ProtoMéthée. En parallèle, une charge utile secondaire, sous la forme d’une balise de communication, servira de démonstrateur en établissant des communications avec des satellites de la constellation Kineis. Cette démonstration ouvre la voie à de futures technologies qui seront intégrées dans le démonstrateur Japetus.
Quel système de communication utilisera ProtoMéthée ?
ProtoMéthée utilisera divers systèmes de communication pour remplir ses missions. Les « transpondeurs bandes S » serviront à la commande et au contrôle du satellite depuis la Terre. Un second lien sera dédié à l’envoi de la « télémétrie image, » c’est-à-dire les images acquises par la caméra et stockées à bord. Ce lien opérera en bande X, une longueur d’onde centimétrique qui permet d‘obtenir des débits de données plus importants et donc transmettre les volumes liés aux images dont la taille dépasse le Giga bits.
De plus, le démonstrateur de balise permettra la communication entre ProtoMéthée et la constellation Kineis, permettant l’envoi de données en petits paquets de 100 bits, équivalant à 12,5 octets. Cette approche expérimentale ouvre la porte à des applications amenant à de la haute réactivité en s’appuyant sur les satellites déployés dans le cadre de la constellation d’IoT de Kinéis.
Sur Japetus, nous aurons en plus de l’intelligence embarquée qui permettra d’analyser les images. Amener cette capacité d’analyse d’image au plus près de l’instrument est un véritable game changer pour l’observation de la terre par satellite en ouvrant de nouvelles applications et en diminuant le volume de données à descendre.
Au-delà de ProtoMéthée, quelles sont les futures innovations ?
Le prochain chapitre s’appelle Japetus. Ce satellite, développé dans le cadre du plan de relance CNES/DGE/Next generation EU, pourra embarquer des charges utiles plus volumineuses, offrant une résolution d’image améliorée et une qualité d’image supérieure, il emportera également une balise pour la communication inter-satellites, de l’intelligence artificielle intégrée, et sera commandé depuis le sol grâce à un segment sol très automatisé pour traiter l’ensemble des satellites de la constellation. Le contrat pour le démonstrateur de Japetus a déjà été démarré avec Hemeria, pour une date de lancement prévue en 2025.
Une fois la constellation JAPETUS déployée, PROMÉTHÉE Earth Intelligence deviendra ainsi le premier opérateur européen capable de délivrer des données et des services alliant quasi-temps réel et hyperréactivité.
En 2026 nous disposerons d’une infrastructure souveraine d’observation de la terre. Celle-ci nous permettra de répondre aux besoins croissants en intelligence environnementale et climatique, ainsi qu’en matière de défense et de sécurité, au service de la protection des citoyens et des territoires.