Section 2 OCOM M440.02 – DÉCRIRE LES SATELLITES CANADIENS

Lancé le 29 septembre 1962, le satellite scientifique Alouette-I a marqué l’entrée du Canada dans l’ère spatiale et a été perçu par beaucoup comme la pierre angulaire du programme spatial le plus avant-gardiste de l'époque.

Montrer aux cadets les figures A-1 et A-2 qui se trouvent à l’annexe A.

Le Canada devenait ainsi la première nation, après les super puissances soviétique et américaine, à concevoir et à fabriquer son propre satellite terrestre artificiel.

La mise au point d'Alouette I a fait suite à une invitation des États-Unis, par le biais de la toute nouvelle National Aeronautics and Space Administration (NASA) créée en 1958, à participer à un projet de collaboration internationale dans le cadre de son programme de construction de satellites. Dans les mois qui ont suivi, des scientifiques au Service des télécommunications du Conseil de recherches pour la défense soumettaient à la NASA une proposition portant sur la conception et la construction d'un satellite canadien de surveillance du haut de l'ionosphère, une couche supérieure de l'atmosphère terrestre qui est ionisée par le vent solaire.

Le vent solaire devient si chaud qu’il se transforme en un plasma entièrement ionisé, ses atomes s’étant séparés de leurs électrons. Ce plasma circule au-delà de la Terre, perturbant le champ magnétique terrestre et la magnétosphère, et crée l’ionosphère en supprimant les électrons des atomes de gaz de l’atmosphère. L’atmosphère terrestre reçoit beaucoup d’énergie du soleil sous forme de rayonnement—soit environ 1 370 watts par mètre carré. C'est suffisamment d'énergie pour alimenter six ordinateurs de bureau, en provenance d’un lieu qui pourrait à peine accommoder un ordinateur.

Les techniques terrestres utilisées pour étudier l’ionosphère sont semblables au radar. Les impulsions radio sont émises de la terre puis réfléchies vers la terre par la couche ionisée de l’atmosphère. Le temps écoulé sert à calculer la hauteur des couches. L’équipement utilisé pour prendre ces mesures est une ionosonde. La proposition canadienne était d’intégrer une ionosonde à un satellite.

Les objectifs étaient de deux ordres, à la fois primaires et scientifiques.

1.Les objectifs primaires étaient :

2.Les objectifs scientifiques étaient :

Alouette I a remporté un succès retentissant. L'attitude conservatrice adoptée par l'équipe du Service des télécommunications du Conseil de recherches pour la défense en matière de recherche s'est révélée plus que rentable puisque la durée de vie du satellite, qui ne devait pas dépasser un an, s'est prolongée sur une période de dix années, produisant plus d'un million d'images de l'ionosphère.

À la suite du succès d'Alouette 1, le Canada et les États-Unis ont signé un accord portant sur le lancement d'autres satellites dans le cadre d'un nouveau programme appelé Satellites internationaux d'étude de l'ionosphère (ISIS). C'est à l'intérieur de ce programme que le modèle de réserve Alouette a été remis à neuf et placé sur orbite en 1965 sous le nom d'Alouette II. Deux autres satellites, ISIS I et ISIS II, ont ensuite été lancés respectivement en 1969 et 1970.

MOST est le télescope spatial canadien en orbite. MOST a été surnommé « le télescope spatial Humble » en raison de sa taille, malgré son efficacité et ses réalisations.

Montrer aux cadets les figures B-1 et B-2 qui se trouvent à l'annexe B.

Les quatre partenaires qui ont créé et conçu MOST sont :

L'équipe de scientifiques de MOST est formée d’organismes divers, notamment :

MOST a été transporté dans l’espace à bord d'une fusée russe à trois étages le 30 juin 2003 depuis le site de lancement Plesetsk dans le nord de la Russie. MOST a été injecté dans une orbite polaire terrestre basse à environ 820 km d’altitude avec une période d’orbite de 100 minutes en mode héliosynchrone en restant au-dessus du terminateur de la Terre (la ligne entre le jour et la nuit).

Héliosynchrone signifie que, bien que MOST orbite autour de la Terre, il conserve aussi son orientation par rapport au soleil.

Présenter aux cadets les figures B-3 à B-5 qui se trouvent à l’annexe B. Pour plus de renseignements sur les orbites, les cadets peuvent visiter le site Web http://www.astro.ubc.ca/MOST/galleries.html#movies

De ce point d’observation, MOST dispose d’une zone d’observation continue couvrant des déclinaisons de l’ordre de -19 à +36 degrés, dans laquelle une étoile cible sélectionnée demeure observable pendant 60 jours sans interruption.

L’UBC offre une collection de vidéo-clips d’instruction et d’explications sur MOST qui se trouvent sur leur site Web consacré à MOST http://www.astro.ubc.ca/MOST/galleries.html#movies

Les buts mentionnés du télescope spatial MOST sont la détection et la caractérisation :

MOST, par conséquent, tente de répondre à des questions importantes au sujet des étoiles, telles que :

Bien que MOST soit souvent appelé « le télescope spatial Humble » en raison de sa taille à côté du télescope spatial Hubble, ses réalisations sont loin d'être modestes. MOST s'est avéré être un enfant précoce. L'équipe de scientifiques et d'ingénieurs – œuvrant partout au Canada, et à Harvard et Vienne – a étendu les capacités de ce « petit télescope » à l'exploration d'exoplanètes (de mondes étrangers orbitant autour d'autres étoiles). MOST a mesuré les propriétés de plusieurs de ces planètes qui sont invisibles même aux télescopes terrestres les plus puissants. Les découvertes de MOST incluent entres-autres, une planète dont l'atmosphère est tellement claire ou brumeuse que seulement 4 pour cent de la lumière reçue par son étoile mère est réfléchie.

Pour plus de renseignements sur les observations de MOST, visiter le site web consacré à MOST à http://www.astro.ubc.ca/MOST/science.html

Le Programme RADARSAT a été mis sur pied parce qu'il est nécessaire de pouvoir surveiller efficacement les eaux du Canada. Le Canada est d'ailleurs un leader mondial dans le domaine de l'exploitation opérationnelle de radars spatiaux pour la surveillance des glaces marines. Les satellites d’observation de la Terre présentent un avantage par rapport aux missions de surveillance aérienne. Les satellites radar fonctionnent jour et nuit, quelles que soient les conditions météorologiques, et ils peuvent assurer une couverture en temps opportun de vastes zones géographiques.

Présenter aux cadets la figure C-1 qui se trouve à l’annexe C.

RADARSAT constitue la première série de satellites canadiens de télédétection. RADARSAT-1 a été lancé en 1995 et RADARSAT-2 en 2007. Ces satellites visent l’utilisation de capteurs radar pour offrir des informations uniques de la surface de la Terre, à travers la majorité des conditions météorologiques et d'obscurité. Les satellites RADARSAT utilisent une technique connue comme le radar à synthèse d'ouverture (SAR) qui permet d’augmenter la résolution des images en tirant parti du fait que la petite ouverture du satellite bouge sans cesse. Un ordinateur exécute le post-traitement de nombreuses formes d’onde d’écho reçues à des positions d’antennes différentes en vue de détecter la cible avec une haute définition. Le post-traitement exécuté par ordinateur est aussi une technique utilisée par les récepteurs de système mondial de positionnement (GPS) en vue d’éliminer les ambiguïtés de localisation.

Surveillance maritime

Les activités extracôtières d'exploitation des ressources menées à l'échelle planétaire, comme la pêche et la prospection / l'exploitation pétrolière et gazière, se sont intensifiées au cours des dernières décennies. Le gouvernement et l'industrie ont désormais besoin de puissants outils leur permettant d'évaluer les ressources et les risques associés à l'environnement océanique. Afin de surveiller les océans de la planète, le Canada fournit des données radar servant à diverses applications opérationnelles dont la détection des navires, la surveillance des déversements d'hydrocarbures et l'estimation des vents et des champs de vagues à la surface de l'océan.

Grâce à son mode faisceau à très haute résolution (résolution de trois mètres), RADARSAT-2 améliore les capacités de détection des navires et offre des possibilités quant à leur classification.

Gestion des catastrophes

Les satellites radar constituent des ressources clés lorsque vient le temps de gérer divers types de catastrophes. Les données fournies sont utilisées pour faciliter l'organisation des secours lors de catastrophes telles des tremblements de terre, des tsunamis, des inondations, des glissements de terrain, des feux de forêt et d'autres catastrophes naturelles ou technologiques, tel l'important déversement d'hydrocarbures survenu au Japon. Le 2 janvier 1997, le Nakhodka, un navire pétrolier russe, s’est brisé en deux au cours d’une tempête à 130 km (80 milles) de la côte de la Préfecture de Shimane au Japon.

Présenter aux cadets la figure C-2 qui se trouve à l’annexe C. La vue en médaillon de la figure C-2 illustre l'emplacement des réacteurs nucléaires dans la baie de Wakasa.

À un moment, le déversement a menacé l’une des régions dont l'agglomération est la plus forte en réacteurs nucléaires du monde. Les nappes d'hydrocarbures se sont approchées des 15 réacteurs de la baie japonaise de Wakasa, mais les efforts de nettoyage déployés ont réussi à empêcher les hydrocarbures de suinter dans les conduites d'adduction de réacteur qui servent à refroidir les réacteurs avec de l'eau de mer. De déclaration officielle, dans le pire des cas, si les hydrocarbures avaient suinté dans les conduites, les exploitants auraient été tout simplement forcés d’interrompre la production d’énergie. Les images produites par RADARSAT ont permis de définir l’étendue et la forme du déversement d’hydrocarbures lors de ce désastre.

Les données fournies en temps quasi réel sont essentielles à l'organisation des secours, aux activités de cartographie et de surveillance des dommages causés par la catastrophe, et à l'évaluation de leur incidence pour l'avenir.

RADARSAT-2 permet de réduire les délais de planification des acquisitions de données et, parce qu’il observe à la fois à gauche et à droite, il est en mesure d’observer plus fréquemment une même cible et de mettre à jour des données plus que son prédécesseur.

Les données d’image de RADARSAT ont un nombre illimité d’applications. Un exemple est celle des images RADARSAT traitées par le Research Institute for Advanced Mechanics (RIAM) de l’University Dynamics Simulation Research Center de Kyushu qui a développé un modèle informatique du déversement d’hydrocarbures du Nakhodka.

Présenter aux cadets la figure C-3 qui se trouve à l’annexe C.

Les images RADARSAT, telles celles illustrées à la figure C-3, ont permis de créer des programmes informatiques qui simulent l'épandage des hydrocarbures déversés.

Présenter aux cadets la figure C-4 qui se trouve à l’annexe C.

Des images datées résultantes du programme informatique créé sont illustrées à la figure C-4. L'analyse informatique est désormais disponible pour prédire les effets qu'auront les déversements d'hydrocarbures futurs et pour faciliter le nettoyage environnemental.

L'eau est l'une des ressources les plus précieuses et les plus exploitées de la Terre. Les fonctions polarimétriques de RADARSAT-2 lui confèrent des capacités accrues de mesure de l'humidité des sols et de surveillance et d'analyse de l'enneigement, en plus d'accroître le rendement du SAR pour ce qui touche aux applications de cartographie et de discrimination des zones humides. Elles profiteront particulièrement aux applications de cartographie des zones côtières, des marées et des eaux littorales ainsi qu'aux activités de bathymétrie littorale (mesures en profondeur).

La cartographie englobe une vaste gamme d'activités allant de la création de modèles altimétriques numériques (MAN) à la détection et à la cartographie du mouvement de la surface terrestre à l'échelle centimétrique (InSAR), en passant par l'extraction et l'identification de caractéristiques en appui à la sécurité et la gestion de l'environnement.

Les systèmes technologiques de pointe de RADARSAT-2 confèrent à ce dernier des capacités améliorées de cartographie. Les informations très précises sur la localisation de RADARSAT-2 et sur ses paramètres orbitaux permettent de fournir des produits finaux d'une grande qualité, comme les produits InSAR et les MAN.

Les données radar satellitaires sont très utiles pour les activités de cartographie et d'exploration géologiques axées sur les gisements d'hydrocarbures et les ressources minérales. Dans le secteur géologique, les données radar canadiennes sont utilisées à des fins de cartographie et d'exploration côtières et extracôtières ainsi que pour la surveillance et la détection des suintements de pétrole. Le Southern African Institute of Mining and Metallurgy annonce l'utilisation de la télédétection par les compagnies minières de diamant d’Afrique du Sud et présentent la liste des images de RADARSAT comme étant les plus utiles.

Les récoltes abondantes et le rendement des cultures dépendent en partie de la fluctuation de la dynamique des sols tout au long de la saison de végétation. L'imagerie satellitaire peut se révéler fort utile pour l'établissement des caractéristiques des cultures couvrant de grandes zones et pour le suivi des changements dans le temps des conditions des sols et des cultures.

RADARSAT-2 propose plusieurs fonctions polyvalentes qui répondent directement aux besoins du secteur agricole. On peut ainsi extraire une telle quantité d'informations utiles sur les cultures à partir d'une image RADARSAT-2 qu'il n'est alors plus nécessaire de prévoir d'autres acquisitions de données au-dessus de la cible visée. RADARSAT offre d’importants renseignements sur le changement climatique.

Puisque plus de 30 pour cent de la surface terrestre de la planète est boisée, ce n'est pas une mince tâche que d'évaluer et de surveiller les ressources forestières. L'imagerie satellitaire constitue à ce jour l'outil le plus efficace pour obtenir une vue synoptique des régions boisées.

Plusieurs applications en foresterie ont tiré profit des données radar canadiennes, et plus particulièrement les applications touchant à la cartographie des coupes à blanc. Les données haute résolution fournies par RADARSAT-2 pourraient aussi permettre d'améliorer la cartographie des régions boisées au moyen de l'analyse des textures.

Tout le projet RADARSAT s'inscrit dans la tradition canadienne de leadership mondial en matière de perfectionnement des technologies et des techniques d'observation de la Terre. Ressources naturelles Canada—l’un des principaux clients de RADARSAT—déclare que grâce à sa souplesse inégalée d'exploitation et à sa capacité de livraison, RADARSAT fournit des données d'une grande qualité et d'une rentabilité exceptionnelle aux professionnels du monde entier œuvrant dans les domaines et des ressources et de l'environnement.