A l'occasion du second colloque international sur DEMETER qui s'est tenu au siège du CNES du 10 au 12 octobre 2011, 80 géophysiciens du monde entier se sont réunis pour présenter les résultats nouveaux obtenus à partir de la quantité importante de données acquises au cours des 6 ans et demi de la mission de ce satellite.

Lire le Communiqué de Presse complet sur le site du CNES.

Pour éviter que la banlieue terrestre ne devienne une vaste décharge, la plupart des agences spatiales ont adopté au tournant des années 2000 des règles de bonne pratique concernant le retrait de service de leurs satellites. Entrée en vigueur fin 2010, la Loi sur les Opérations Spatiales, complétée par la Réglementation Technique élaborée par le CNES, est venue donner un caractère impératif à ces règles (passivation fluidique, passivation énergétique, rentrée atmosphérique en moins de 25 ans pour les orbites basses).

Passivation fluidique :
Bien gérer le retrait de service d'un satellite, c'est d'abord prévoir. Un des paramètres les plus difficiles à évaluer concernant l'état d'un satellite est la quantité de carburant restant à bord. Nous devons en effet préserver une quantité d'ergol suffisante afin d'effectuer les manœuvres de libération d'orbite sans toutefois raccourcir inutilement la durée d'exploitation. A cela s'ajoute la difficile évaluation du risque de panne subite qui pourrait empêcher de mener les opérations de retrait de service.
La passivation fluidique de Déméter effectuée début 2011 a dû se confronter à ces incertitudes. À l'origine, le vidage complet des ergols était une expérimentation technologique visant à améliorer les modèles utilisés pour déterminer les bilans de masse d'ergols. Au préalable, nous nous étions assuré que le vidage complet d'un réservoir à membrane était sans risque. L'expérimentation DEMETER a permis de démontrer la faisabilité du vidage complet des ergols avec ce type de réservoir (à membrane) utilisé par les filières Myriade et Protéus.
Le premier objectif dans la perspective d'un retrait de service d'un satellite, est de faire en sorte qu'il reste intègre et inerte au-delà de sa fin de vie ; ainsi, vider le réservoir de Déméter avait pour but d'éviter qu'il n'explose un jour du fait de la dégradation lente des ergols résiduels, générant alors quantité de débris de toutes tailles sur des orbites très fréquentées. Pour cette même raison, une autre opération, appelée passivation électrique, concerne le circuit d'alimentation en énergie électrique des satellites. Il s'agit cette fois de minimiser les risques d'explosion de la batterie et d'une façon générale de passiver toute les sources d'énergie.
Les opérations de passivation fluidique DEMETER ont consisté en une série de manœuvres de demi grand axe afin de vider progressivement le réservoir tout en conservant le contrôle du satellite.
A chaque manœuvre, la variation de demi grand axe commandée a été de ±1,6 km correspondant à des poussées de 2 minutes, ce qui permet d'écarter tout risque d'auto-inflammation de l'hydrazine. Il est à noter qu'il n'y avait pas dans ce cas précis nécessité de décroître fortement le demi grand axe de l'orbite de DEMETER dans la mesure où d'une part la durée estimée de la rentrée atmosphérique était inférieure à 25 ans sur l'orbite opérationnelle, et d'autre part les orbites plus basses atteignables étaient en conflit potentiel avec d'autres satellites.

En tout, 15 manœuvres ont été réalisées et au final, l'orbite de DEMETER a été abaissée de 1,4 km.
Le quasi vidage du réservoir a été atteint dès la 13° manœuvre, puis deux manœuvres complémentaires ont été réalisées afin d'observer le comportement du système lors de poussées à basse pression d'hydrazine.
Le satellite a été déclaré non manœuvrant à la fin des opérations de passivation fluidique, qui ont duré 5 semaines.

Passivation électrique :
Par conception, un satellite est extrêmement robuste à tout événement pouvant conduire à sa perte. En particulier, les sous-systèmes sont capables de se rallumer et de redémarrer automatiquement et il est impossible de couper définitivement l'alimentation électrique depuis le sol. Le contournement de ces sécurités a consisté à orienter le panneau solaire vers une direction opposée au soleil jusqu'à ce que les batteries soient complètement déchargées. Mais comme, en l'absence de contrôle d'attitude, les panneaux solaires peuvent se retrouver incidemment orientés au soleil et recharger la batterie, un logiciel de vol, composé uniquement de lignes de code inopérantes qui empêche tout redémarrage intempestif des équipements du satellite (notamment des émetteurs bord), a été téléchargé à bord avant la fin de vie.
Les opérations de passivation électrique ont été réalisées le 17 mars 2011, date à laquelle les dernières télécommandes ont été envoyées à bord, non sans une certaine émotion, en présence des équipes opérationnelles et de l'équipe projet de développement.

Équipe DEMETER lors des dernières opérations du satellite

Une page se tourne... Déméter était le premier satellite de la filière Myriade, dont il a brillamment démontré la capacité à mettre en œuvre des missions innovantes à très faible coût.

Le satellite s'est éteint le 17 mars à 17:37:45 en direct sur une visibilité Kiruna, après plus de 5 ans de bons et loyaux services pour une durée de vie initialement espérée au mieux de deux ans.

Dernière programmation scientifique pour DEMETER

Définie par le centre de mission du Laboratoire de Physique et Chimie de l'Environnement et de l'Espace (LPC2E), cette programmation a fixé la fin de la mission scientifique du premier microsatellite développé et lancé par le CNES au 9 décembre dernier.

DEMETER laisse en héritage plus de six ans de données qui ont amélioré significativement nos connaissances de l'ionosphère et permis d'imaginer de nouvelles expériences, telles que Taranis. La communauté scientifique continue à exploiter ces données pour les études sur le lien entre des perturbations de l'ionosphère et l'activité sismique et volcanique.

Courant janvier 2011, les activités associées à sa fin de vie commenceront. Elles démarreront par la procédure de vidage des ergols, puis par la passivation du microsatellite.

DEMETER a survolé HAITI 3 jours avant le séisme

DEMETER a survolé HAITI 3 jours avant le séisme

Observation de DEMETER 3 jours avant le tremblement de Terre de HAITI (magnitude 7) qui a eu lieu le 12 janvier 2010 à 21.53.09 TU (épicentre à 18.451°N, 72.445°W). Le panneau du haut montre la variation de la densité électronique mesurée de nuit à l'altitude du satellite. Le triangle rouge dans le panneau du bas indique le moment où le satellite passe au dessus du futur épicentre. Une diminution de la densité est localement observée autour de cette position.

Un événement remarquable enregistré par DEMETER avant le séisme de Samoa

Observations de DEMETER 7 jours avant le tremblement de terre de Samoa (Magnitude 8)

Observations de DEMETER 7 jours avant le tremblement de terre de Samoa (Magnitude 8) qui a eu lieu le 29 Septembre 2009 à 17.48.11 UT (épicentre à 15.51°S, 187.97°E). De haut en bas, les panneaux montrent la densité électronique, la température électronique, la densité de l'ion O+, et les séismes qui ont lieu le long de l'orbite du satellite. Les triangles rouges indiquent la position de l'épicentre et des nombreuses répliques. On peut observer une augmentation des densités électronique et ionique et une diminution de la température qui sont extrêmement bien localisées au dessus du futur épicentre.

Communiqué de presse concernant le papier GRL par Fullekrug et al. (2009)

Revue d'Exploitation DEMETER au CNES Toulouse

Revue d'Exploitation DEMETER au CNES Toulouse

Nouvelle version du Logiciel de Vol de la plateforme qui corrige l'anomalie de datation d'une seconde

RESULTATS SCIENTIFIQUES

Influence des émetteurs TBF (Très Basse Fréquence) sur l'ionosphère

NWC en Australie est un émetteur de l'armée Américaine très puissant (1000 kW) qui envoie des ondes à la fréquence 19.8 kHz. La figure montre les perturbations induites dans l'ionosphère par cet émetteur autour de 14.52.30 TU. Ces perturbations sont enregistrées quand DEMETER passe à proximité. Le panneau du haut montre un spectrogramme dans la gamme HF (Haute fréquence) où l'on voit une fréquence caractéristique du plasma qui est excitée autour de 1.8 MHz. Le panneau suivant représente un spectrogramme TBF (Très Basse Fréquence) d'une composante électrique avec une très forte augmentation du signal sur toute la gamme de fréquence (on voit aussi la fréquence de l'émetteur à 19.8 kHz). Ensuite la densité et la température électronique mesurées par la sonde de Langmuir ont été tracées. Les courbes montrent une grande variation de ces paramètres ionosphériques comme dans le dernier panneau qui représente la température ionique mesurée par l'analyseur de plasma. En deux ans plus d'une cinquantaine d'événements typiques comme celui la ont été enregistrés et les traces des orbites au moment des perturbations ont été portées sur la figure suivante.

L'étoile indique la position de l'émetteur au Nord-Ouest de l'Australie et le carré indique la position géomagnétique de cet émetteur à l'altitude de DEMETER (700 km). On voit que ces perturbations sont centrées à 700 km autour de la ligne de champ magnétique dont le pied correspond à la position de l'émetteur au sol. Ce chauffage de l'ionosphère couvre une surface de l'ordre de 500000 km².

Deuxième Revue d'Exploitation DEMETER