12 Janvier 2015

Les 5 domaines d’intervention du CNES

Les activités du CNES se répartissent en 5 domaines d’intervention.

Elles recouvrent l’ensemble des compétences nécessaires à la définition et à la mise en oeuvre de notre politique spatiale :

  • Ariane : l’autonomie d’accès à l’espace est un enjeu de souveraineté garanti par la gamme des lanceurs européens.
  • Les sciences : l’exploration de l’espace cherche les réponses aux questions fondamentales de l’humanité sur l’origine du système solaire, des galaxies, de la vie.
  • L’observation : la planète Terre vit sous le regard constant des satellites qui l’observent, étudient son atmosphère et fournissent des données indispensables pour la météorologie, l’océanographie, ou encore l'altimétrie.
  • Les télécommunications : les satellites jouent un rôle irremplaçable pour les télécommunications à haut débit, la localisation, la collecte de données environnementales, la recherche et le sauvetage.
  • La défense : l’observation optique à très haute résolution, l’écoute, les télécommunications hautement sécurisées, la surveillance de l’espace contribuent à la paix et à la sécurité des citoyens.

Ariane

Le contexte

La garantie d’accès à l'espace était déjà une nécessité lors de la création du CNES, à l’époque où les deux grandes puissances (Etats-Unis et Urss) cherchaient à imposer jusque dans l’espace leur hégémonie. Le lanceur Ariane a été proposé par le CNES à la communauté européenne dans les années 70 pour assurer cette autonomie stratégique.

L’accès autonome à l’espace de la France et de l’Europe repose aujourd'hui sur le Centre spatial guyanais (CSG), site de lancement de l’Europe, et sur une gamme de 3 lanceurs : Ariane 5, Soyouz
et Vega
.

L’enjeu est aujourd’hui, pour le CNES et l’Agence spatiale européenne, de faire progresser la compétitivité des systèmes de lancement et, en particulier, de la filière Ariane.

Où en est-on aujourd'hui ?

 Le CNES poursuit les lancements de la gamme des lanceurs européens, au profit des charges utiles les plus grosses comme les plus petites, pour les sciences, l’observation, les télécommunications ou la défense. Le CNES effectue aussi la mise à poste des satellites qui lui sont confiés.

En parallèle, avec Ariane 6, l’Europe a décidé de réinventer Ariane. Ce nouveau lanceur, conçu par les équipes du CNES, de l’Agence spatiale européenne et de l’industrie, sera mieux adapté au lancement des satellites gouvernementaux et commerciaux, grâce à ses deux versions, Ariane 62 et Ariane 64, la possibilité de rallumer son étage supérieur et la maîtrise de ses coûts d’exploitation. La décision historique, prise par l’Europe à Luxembourg, de le développer devrait permettre un premier lancement dès 2020.

Observation

Le contexte

Des dizaines de satellites scrutent en permanence la surface de la Terre, les océans et l’atmosphère. Ils se sont même spécialisés. Certains étudient le rôle des nuages, d’autres le niveau des mers et les courants, d’autres encore sont dédiés à l’observation de la Terre ou à la météo. Ils permettent d’étudier les épidémies (Fièvre de la vallée du Rift, dengue, paludisme pour les prévenir), ils jouent un rôle dans la gestion des risques naturels, qu’il s’agisse d’une inondation, d’un feu de forêt, d’un tremblement de terre ou d’un tsunami. Ces satellites sont des outils indispensables pour mieux comprendre le fonctionnement du système Terre, en vue de gérer les ressources naturelle.

L’étude de la Terre et de l’environnement depuis l’espace est au coeur des enjeux scientifiques et sociaux du XXIe siècle. Le CNES s’est très tôt investi dans ces missions d’observation aujourd’hui opérationnelles. En fournissant des données d’observation fiables et continues, complémentaires des informations issues de capteurs au sol ou en mer, les systèmes spatiaux conçus par le CNES ou avec son aide s’imposent dans tous les domaines : océanographie opérationnelle, étude du climat et météorologie, étude des surfaces continentales, Terre solide.

Où en est-on aujourd'hui ?

Depuis 2013, Saral-AltiKa a rejoint les autres vigies de surveillance de l’océan, Jason 1 et 2. Son radar altimètre à haute résolution en bande Ka est une première dans l’histoire de l’altimétrie spatiale.
De son côté, MetOp-B, avec à son bord l’interféromètre IASI, améliore les prévisions météorologiques jusqu’à 72 h et Swarm cartographie le champ magnétique terrestre.

IASI sera suivi par IASI-NG, embarqué sur les satellites MetOp SG de deuxième génération. À l’horizon 2017 se profile le lancement de Merlin, que le CNES développe avec le DLR, en Allemagne, pour l’étude des gaz à effet de serre et du méthane. Et en 2020, Swot s’intéressera aux ressources en eau douce, source de vie sur la Terre.

Barrière de Corail vue par le satellite Pléiades 1A © CNES/Distribution Astrium Services/Spot Image S.A., 2012
Barrière de Corail vue par le satellite Pléiades 1A © CNES/Distribution Astrium Services/Spot Image S.A., 2012

Les télécommunications spatiales

Le contexte

Les télécommunications, la télévision, l’internet haut débit sont les premières applications immédiates du spatial. Les satellites savent s’affranchir des contraintes du relief, abolissent les distances, et permettent aux populations les plus isolées de se connecter aux autoroutes de l’information. Un point important pour réduire l’écart entre les populations urbaines, plutôt bien loties en la matière, et les habitants des zones rurales, ou défavorisées. Les applications grand public des satellites concernent aussi la navigation par satellite avec bientôt le système européen Galileo complémentaire du GPS américain. Citons encore la collecte et la localisation de données environnementales ou liées à la sécurité (systèmes Argos et Cospas-Sarsat), la télémédecine et la télééducation indispensable pour les pays en développement.

Le CNES est au coeur de l’essor de l’économie numérique. Son rôle : faire émerger et valider les technologies spatiales que les industriels et les opérateurs mettront en oeuvre. Le défi actuel porte sur l’apport du très haut débit par satellite, notamment dans les zones rurales. Télévision haute définition, 3D ou sur mobile, Internet à haut et très haut débit, fixe et mobile, doivent être accessibles partout et par tous.
L’action du CNES dans ce domaine ouvre la voie à la création d’une filière industrielle dynamique ainsi qu’à d’importantes retombées commerciales en France, en Europe et à l’international dans les prochaines années.

Où en est-on aujourd'hui ?

Le CNES va poursuivre le déploiement et la mise à poste des satellites du système européen de géolocalisation, Galileo. À terme, cette constellation apportera à l’Europe une vraie indépendance en matière de navigation par satellites. Les instruments Argos jouent aussi un rôle fondamental pour la localisation dans les conditions de détresse. Argos 3, embarqué sur Saral-AltiKa, est désormais opérationnel et Argos 4 est en cours de réalisation.

En ce qui concerne les télécommunications proprement dites, les nouveaux satellites offrent toujours plus de nouveaux services : Internet à haut débit, télévision à haute définition, mobilité… C’est pourquoi les charges utiles deviennent plus puissantes, plus lourdes et plus flexibles.

C’est ainsi que le CNES investit massivement dans le développement des satellites à propulsion électrique et développe avec ses partenaires européens une plateforme de nouvelle génération, baptisée Neosat. En parallèle, le projet de satellite de télécommunications à très haut débit, THD-SAT, se poursuit.

La défense

Le contexte

La France, à travers ses programmes d’observation militaire (satellites Hélios) ou de télécommunications sécurisées (satellites Syracuse), a intégré la dimension stratégique de sécurité et de défense de l’espace. En effet, l’espace est un lieu privilégié d’observation et de communication, il permet le déploiement sans frontière de systèmes de renseignement, d’écoute, de télécommunications, de navigation et d’alerte au profit des responsables politiques et militaires. Les applications spatiales fournissent aux hautes autorités civiles et militaires des outils efficaces et irremplaçables pour l’appréciation autonome des situations, la conduite d’opérations militaires ou de maintien de la paix.

Le nouveau Livre blanc sur la défense et la sécurité nationale pour la période 2014-2020 fournira les axes stratégiques qui détermineront les priorités des prochains investissements en spatial de défense. L’observation optique très haute résolution, les télécommunications sécurisées, l’interception des signaux électromagnétiques ainsi que la détection et l’alerte des tirs de missiles balistiques font actuellement l’objet de travaux.

Le CNES travaille étroitement, au sein de l’équipe Défense, avec la Direction générale de l’armement (DGA) et le Commandement interarmées de l’espace, pour mettre au point des systèmes spatiaux le plus souvent à usage dual, civil et militaire.

Où en est-on aujourd'hui ?

Les deux satellites Pléiades fournissent une imagerie spatiale à haute résolution, inférieure à un mètre. Ce système d’observation de la Terre a été conçu pour un usage dual au profit d’une part de la défense, dont les demandes sont prioritaires, et d’autre part des utilisateurs civils pour la sécurité, la cartographie, l’agriculture de précision… qui disposent ainsi d’une source d’informations très précise.

Le double usage militaire et civil caractérise également le système de télécommunications spatiales Athena-Fidus qui complète les capacités des satellites Syracuse et répond aux besoins en haut débit des forces armées et de la sécurité civile. Le système Syracuse sera ensuite remplacé par Comsat-NG dont la conception vient de démarrer.

Quant au futur de l’observation spatiale, il a pour nom Musis et sa composante spatiale optique CSO. Le premier satellite doit être lancé en 2017 pour observer les cibles d’intérêt avec une très grande précision. Enfin, le volet écoute de l’activité militaire donne lieu au programme opérationnel Ceres.

Les sciences

Le contexte

Les systèmes spatiaux sont des outils d’exploration privilégiés pour les astronomes, les astrophysiciens, les planétologues. Quelques exemples en témoignent. Le microsatellite Microscope, en cours de préparation, devrait bientôt vérifier les fondements de la théorie de la relativité générale. L’observatoire Corot a passionné les scientifiques en scrutant les «oscillations» des étoiles et les exoplanètes, c’est-à-dire des planètes semblables à notre Terre mais tournant autour d’autres étoiles que notre Soleil.

La liste est longue d’instruments scientifiques majeurs, qui se trouvent (ou se trouveront) embarqués à bord de missions aussi prometteuses que Cassini-Huygens (Saturne/Titan), Venus Express, Planck et Herschel (évolution de l’Univers), Rosetta (étude d'une comète), Mars Express, Gaia (astrométrie), Bepi-Colombo (Mercure) etc.

L’exploration spatiale va à la découverte d’un monde sans limite – l’Univers – pour y chercher des réponses aux questions fondamentales de l’humanité sur l’origine de la vie, du système solaire, des galaxies… Des mondes inattendus ont été découverts et les nouvelles missions remettent parfois en cause les résultats antérieurs. La connaissance progresse mais seule une infime partie de l’Univers a été explorée.

Les missions dédiées aux sciences de l’Univers sont le fait de coopérations internationales entre agences spatiales et scientifiques. Le CNES soutient la communauté scientifique nationale dans la réalisation d’instruments de pointe qui seront embarqués à bord de satellites ou de sondes à destination de Mars, du Soleil ou de planètes encore plus lointaines et inconnues.

Où en est-on aujourd'hui ?

2014 restera bien sûr comme l’année du succès planétaire de Rosetta et de l’atterrissage réussi de Philae sur la comète Churyumov-Gerasimenko. Grâce aux données recueillies, notre connaissance des origines de la vie va très probablement progresser de façon très importante.

Spectaculaire aussi, les résultats des observations du satellite Planck, pour lesquels la communauté scientifique française a joué un rôle de tout premier plan, et le succès du rover martien Curiosity, équipé des instruments ChemCam et SAM, développés par le CNES qui réalise aussi le sismomètre de la mission InSight. Un peu plus tard, les programmes ExoMars et Mars 2020 mobiliseront notre communauté scientifique.

Dans d’autres domaines, Microscope sera une première scientifique pour vérifier le principe de la relativité générale et Taranis étudiera les rayons X et gamma. Le CNES est très engagé dans la mission Euclid qui sera lancée en 2020 dont l’objectif est de déterminer l’origine de l’expansion de l’Univers et la nature de la mystérieuse énergie noire et, en 2022, la sonde Juice partira pour un voyage de huit ans vers Jupiter.

Enfin, pour satisfaire pleinement les utilisateurs scientifiques, le CNES étudie, développe et met en oeuvre des systèmes aérostatiques. Les campagnes ballons mesurent aussi bien la pollution industrielle que les caractéristiques du cycle de l’eau en Méditerranée entre sécheresse et fortes pluies.

 

Image de la comète 67P photographié par Philae. © /ESA/Rosetta/Philae/CIVA/IAS-CNRS, 2014
Image de la comète 67P photographié par Philae. © /ESA/Rosetta/Philae/CIVA/IAS-CNRS, 2014
Mise à jour : janvier 2015

Voir aussi