Le satellite CALIPSO étudie les nuages et les aérosols depuis 2006. Son LIDAR nécessite des précautions particulières en cas d’éruption solaire. Le 14 juillet 2017, le soleil était à la fête et les équipes opérationnelles d’astreinte « sur le pont ».
Orbitant à 705 km au-dessus de nos têtes, le mini-satellite de la filière PROTEUS, CALIPSO (Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations), vise à mieux comprendre comment les nuages et les aérosols agissent sur le climat. Les aérosols sont de fines particules liquides ou solides en suspension dans l'atmosphère dont la taille peut varier du nanomètre à plusieurs micromètres et dont l'origine peut être naturelle ou due à l'activité humaine.
Un lidar comme instrument principal
Pour s'acquitter de sa mission, le satellite dispose d'un LIDAR (son instrument principal), d'une caméra visible et d'un imageur infrarouge multispectral. Pour mémoire, un LIDAR (Light/laser Detection And Ranging ) est un dispositif qui permet de localiser et d'étudier des objets à distance par l'analyse des propriétés d'un faisceau de lumière renvoyé vers son émetteur.
Dans le cas précis de la charge utile de CALIPSO, il s'agit d'un lidar à rétrodiffusion opérant sur 2 longueurs d'onde (visible et proche infrarouge) et sensible à la polarisation. Il est principalement constitué d'une source laser émettant des impulsions vers la surface de la Terre qui se réfléchissent sur les couches de l'atmosphère et d'un télescope captant les différentes signatures permettant au final de mesurer avec précision la hauteur et les propriétés radiatives des nuages et des couches d'aérosols.
La mission CALIPSO est le fruit d'une coopération entre le CNES et la NASA. Ainsi, au quotidien, le CNES opère le satellite, la NASA gère la charge utile et transmet au CNES les commandes à télécharger. Et comme toujours aux opérations, on organise la routine mais aussi, et autant que possible, les aléas !
Un lidar sensible
Ayant connaissance d'un risque d'endommagement des MOSFETS (un composant qu'on appelle aussi transistor à effet de champ) du laser dû aux radiations, la séquence d'actions en cas d'éruption solaire ( « solar flare ») critique pour la charge utile a été définie et renseignée dans un document opérationnel qu'on appelle le Séquence Plan. Cet évènement est un cas d'astreinte et implique donc l'appel à la rescousse des équipes opérationnelles… et c'est ce qu'il s'est passé le 14/07/2017 !
01:07 TU : éruption solaire
Sur la base des mesures satellitaires GOES, le centre de météo spatiale de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) identifie un SEP « Solar Energetic Proton Event » avec un flux de protons d'énergie > 10 MeV dépassant 10 pfu (proton flux unit). Il s'agit du premier niveau d'alerte « solar flare », la NOAA avertit donc le centre de contrôle mission (NASA, LAngley Research Center).
12:05 TU
Le centre de contrôle mission notifie l'ingénieur mission d'astreinte de l'alerte « solar flare » et du besoin de mener les opérations de repli de la charge utile sur le prochain passage CALIPSO.
12:10 TU
l'ingénieur mission informe l'ingénieur bord d'astreinte du besoin d'intervenir sur le prochain passage station pour CALIPSO.
13 :05 TU : Passage station
Sitôt dit, sitôt fait, au premier passage programmé, conformément au séquence plan et au « Command Request File » envoyé par la NASA, les télécommandes sont envoyées au satellite par l'ingénieur bord. Concrètement, ces TCs ont permis de passer la charge utile en mode SAFE, d'éteindre le laser et d'adapter le contrôle thermique à cette nouvelle situation. La charge utile est sécurisée !
Le feu d'artifice terminé, le centre de contrôle mission préviendra les équipes opérationnelles du CNES de la possibilité de remettre la charge utile en état opérationnel, action qui sera réalisée en jour et heures ouvrées.
Calipso et les équipes opérationnelles pourront alors reprendre une activité normale en croisant les doigts pour le 15 août…
