Imagerie spatiale: RKS développe un nouveau système de balayage de la Terre

Chez RKS.

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Les scientifiques de la holding Russian Space Systems (RSS, qui fait partie de la Roscosmos State Corporation) ont achevé la création d'une nouvelle génération de dispositifs de balayage orbital pour une future constellation de petits satellites de télédétection terrestre.

La technologie est basée sur l'utilisation de carbure de silicium, un matériau unique produit par les ingénieurs de la holding Shwabe de la Rostec State Corporation, dans le cadre d'équipements de surveillance par satellite. Le nouveau système national, créé dans le cadre d'une coopération intersectorielle, permettra à la Russie d'effectuer un enregistrement photo et vidéo détaillé et continu des événements sur Terre en ultra-haute résolution.

Un bon objectif est important à la fois pour une caméra conventionnelle et pour une caméra montée sur un vaisseau spatial. Un objectif d'appareil photo avec des composants optiques de haute qualité vous permet de créer des images magnifiquement détaillées dans diverses conditions de prise de vue parfois difficiles.

Évidemment, la taille de l'objectif, ses paramètres, tels que la distance focale, le diamètre de l'entrée, l'ouverture, affectent directement la distance de prise de vue et le détail du sujet. Les téléobjectifs professionnels pèsent plusieurs kilogrammes et peuvent mesurer jusqu'à un mètre de long. Les télescopes qui surveillent l'espace extra-atmosphérique atteignent de plus grandes tailles. Un exemple d'un tel télescope est le grand télescope des Canaries avec un diamètre de miroir principal de 10,4 mètres et une distance focale de 169,9 mètres.

Les lentilles utilisées sur Terre existent en modes lumineux. Ils ne sont pas affectés par des chutes de température de 50 degrés Celsius pendant une heure et demie, des chocs lors du lancement du vaisseau spatial en orbite, des vibrations et d'autres facteurs d'influence. Dans le même temps, la lentille du vaisseau spatial devrait avoir une masse et des dimensions nettement inférieures. Pour réduire le poids et les dimensions des lentilles pour engins spatiaux, des matériaux de structure spécifiques sont utilisés, tels que le carbure de silicium.

Evgueniy Nesterov, directeur général adjoint du RCC pour le développement stratégique et l'innovation :

"Comme toujours, ce ne sont pas les plus forts qui survivent dans des conditions difficiles, mais les plus réceptifs au changement. Par conséquent, afin de créer et de fabriquer des produits spatiaux nationaux de haute technologie, le RKS forme une coopération intersectorielle. La plateforme technologique de la holding se construit aujourd'hui en étroite coordination avec des technologues généralistes dans des domaines tels que la microélectronique, l'optoélectronique et la photonique, l'électronique micro-onde, la science des matériaux, ce sont les grands piliers, les quatre piliers de l'instrumentation spatiale".

Youri Guektine, concepteur en chef de la direction RKS :

"L'utilisation des dernières technologies dans les équipements de numérisation pour la première fois en Russie permettra non seulement de  photographier, mais également de surveiller par vidéo les événements et les processus à la surface de la Terre. Par exemple, lorsque l'un des petits satellites se déplace au-dessus d'une région particulière, il active l'enregistrement vidéo au moment du passage de la zone requise. Lorsqu'un point de vue pratique commence à «se fermer», à ce moment, un autre vaisseau spatial entre déjà dans la zone d'observation et «récupère» la tâche. Ainsi, nous pourrons suivre en ligne les incidents locaux, l'avancement de la construction des installations, les phénomènes naturels, les activités industrielles et agricoles et bien d'autres processus. Et tout sera vu en détail."

Le carbure de silicium produit par l'usine Lytkarino de verre optique de la holding Shwabe est utilisé pour fabriquer le corps et les éléments du circuit optique de l'appareil - un appareil à balayage multizone. Auparavant, l'acier, l'aluminium ou le titane étaient utilisés à ces fins.

L'utilisation d'un nouveau matériau rend l'appareil insensible aux changements de température dans l'espace, allège considérablement son poids et élimine même la déformation temporaire de la coque externe de l'appareil sous l'influence d'un environnement agressif.

Oleg Yevtoushenko, directeur exécutif de Rostec :

"Le carbure de silicium est l'un des matériaux composites les plus prometteurs pour l'industrie aérospatiale. Il a une rigidité spécifique, une résistance et une conductivité thermique élevées. De telles qualités permettent de créer des dispositifs optiques à partir de celui-ci qui fonctionnent dans des conditions de différences de température extrêmes et empêchent les changements de qualité d'image pendant le fonctionnement."

Sergueï Popov, directeur général adjoint de Shwabe pour la recherche avancée et le développement, responsable du domaine technologique prioritaire pour les technologies optoélectroniques et photoniques :

"Les compétences de nos entreprises sont historiquement étroitement liées à la production de technologies spatiales complexes et de haute technologie. Aujourd'hui, avec nos collègues de RKS, nous fournissons des équipements spatiaux ciblés avec des caractéristiques et des fonctions uniques, les composants et matériaux requis avec des paramètres économiques acceptables. Compte tenu des défis mondiaux actuels et dans le contexte des restrictions de sanctions, notre modèle d'interaction technologique avec les entreprises de fabrication d'instruments spatiaux démontre une grande efficacité."

Les satellites dotés d'équipements RKS fonctionnant aujourd'hui en orbite sont équipés d'instruments de prise de vue en basse et moyenne résolution spatiale - cela suffit pour les tâches habituelles de télédétection : observation de situations d'urgence, grandes catastrophes d'origine humaine, incendies de forêt, surveillance de l'environnement, étude la dynamique des phénomènes naturels, la composition des gaz dans l'atmosphère et d'autres besoins scientifiques et économiques généraux.

Maintenant, le RKS passe à autre chose et passe à la création de téléobjectifs spatiaux pour photographier la Terre avec une résolution spatiale ultra-élevée : moins de 1 mètre. Il s'agit d'une nouvelle compétence importante pour le marché spatial russe — la création de caméras spatiales de la gamme optique à ultra-haute résolution spatiale pour les petits engins spatiaux. Il est prévu de construire un grand nombre de ces satellites - à partir de plusieurs dizaines. Un essaim de tels appareils filmera la Terre en mode super-détaillé et effectuera un tournage vidéo continu de la surface de notre planète.

Chef du secteur pour le développement d'éléments optiques de dispositifs de balayage multizones à RKS Alexandre Ryzhakov:

"Le lancement d'un satellite dans l'espace et le travail ultérieur avec des influences extérieures de l'espace obligent les développeurs à créer des miroirs en verre avec des éléments structurels lourds. Le carbure de silicium est intéressant en tant que technologie de base pour la construction de dispositifs pour un système de caméra de classe micro. Il s'agit d'un matériau extra-dur et, malgré les facteurs externes d'impact spatiaux, les éléments optiques constitués de ce matériau conservent toutes leurs caractéristiques après leur mise en orbite et pendant de longues périodes de fonctionnement dans l'espace. Le miroir en carbure de silicium ne nécessite pas d'épaississement ni de création de structures auxiliaires lourdes - ses propriétés et ses caractéristiques restent inchangées dans toutes les conditions. Le coefficient global d'augmentation de masse avec l'augmentation du diamètre est de 1,8 contre 3 avec le verre.
Le carbure de silicium permet également d'installer de nouveaux équipements d'imagerie sur de petits satellites pesant jusqu'à 120 kg. Sur les satellites qui fonctionnent aujourd'hui en orbite, le poids des seuls équipements d'imagerie peut atteindre 500 kg, ce qui affecte à la fois le coût total du satellite et le coût de sa mise en orbite."

Dans le cadre de recherches avancées, les spécialistes de RKS mènent des travaux expérimentaux sur l'utilisation du carbure de silicium dans l'équipement d'imagerie des satellites hydrométéorologiques prometteurs des systèmes Arktika-M, Elektro-L et Meteor-M pour la fabrication d'équipements d'imagerie pour satellites géostationnaires - le-dit MSU-GSM. Le satellite Arktika-M du même nom est équipé de tels équipements pour observer les régions polaires de la Terre et organiser la navigation dans les zones de pergélisol du nord. L'utilisation du nouveau matériau améliorera la qualité d'image des satellites géostationnaires d'un ordre de grandeur et réduira la masse totale des satellites, en utilisant les kilogrammes libérés pour installer des sous-systèmes d'imagerie supplémentaires à bord et étendre les fonctionnalités des satellites de télédétection russes.

Source et crédits photographiques: RKS/Roscosmos

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Chez RKS: l'utilisation du carbure de silicium.

Chez RKS: utilisation du carbure de silicium.

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