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MEOSAR à la rescousse

Par Jim King

MEOSAR, le système satellitaire de la prochaine génération pour la recherche et sauvetage, est en développement, au moment où le vénérable système Cospas-Sarsat LEOSAR approche d'un quart de siècle de service.

Le système Cospas-Sarsat en opération depuis 1982, était au départ basé sur une constellation de quatre satellites en orbite basse portant des charges utiles de 121.5 et 406 MHz, et il a plus tard été amélioré dans les années 1990 lorsque des charges utiles de 406 MHz ont été ajoutées à quelques satellites géostationnaires. Le Cospas-Sarsat global fonctionne très bien, mais ces deux systèmes ont des limitations inhérentes, notamment le délai pour qu'un satellite en orbite basse passe près d'un lieu de détresse et la couverture limitée des satellites géostationnaires dans les régions polaires et les zones montagneuses où une ligne de mise directe pour un satellite géostationnaire pourrait ne jamais être possible.

Figure 1 : Une empreinte de satellite en orbite moyenne est beaucoup plus grande que celle d'un satellite en orbite basse et elle se déplace beaucoup plus lentement.

Ces limitations de temps et de couverture seront surmontées par le futur système MEOSAR, comprenant de nombreux satellites en orbite moyenne (MEO), à environ 20 000 km, qui pourront relayer les signaux des balises 406 MHz à un nouveau type de station au sol appelée MEOLUT. Ce système calculera rapidement les lieux indiqués par les balises en alignant ou en triangulant les signaux reçus par de multiples satellites, utilisant des techniques semblables à celles de la navigation par satellite, mais à l'inverse, puisque l'utilisateur active un transmetteur plutôt qu'un récepteur.

Un satellite en orbite moyenne a une empreinte beaucoup plus large d'un satellite en orbite basse et presque aussi grande qu'un satellite géostationnaire, qui se déplace lentement autour du monde, offrant de longues périodes de couverture, même dans les régions polaires.

Figure 2Les multiples satellites en orbite moyenne relaient les signaux de balise à un MEOLUT.

Les multiples satellites en orbite moyenne dans le ciel offriront une couverture continue partout dans le monde, avec divers angles d'observation des satellites, de sorte que le blocage par un terrain local aurait peu d'impact.

Les plans sont en cours pour avoir des charges utiles de 406 MHz sur les futurs satellites de navigation mondiaux (GNSS), comme le GPS des États-Unis, le GLONASS de la Russie et le nouveau système Galileo de l'Europe. Chaque constellation pourrait comporter 20 à 30 satellites, et le système Galileo pourrait également offrir un lien de retour à la balise en détresse pour reconnaître la réception de l'alerte.

EMS Satcom, en partenariat avec l'Agence spatiale canadienne (ASC) et le Centre de recherches sur les communications (CRC) du Canada, a développé un MEOLUT prototype qui est maintenant utilisé pour mener des tests de validation de principe du MEOSAR à l'aide de charges utiles expérimentales sur certains satellites de GPS. Cette station au sol comporte 3 antennes, comme celle apparaissant dans la figure, qui suivent 3 satellites simultanément, permettant de détecter et de situer rapidement les balises 406 MHz.

Un essai semblable se fait également aux États-Unis, à l'aide d'une station au sol prototype à la NASA, et d'autres stations au sol sont prévues dans d'autres pays dans l'avenir. Les essais préliminaires de ces stations au sol démontrent déjà le grand potentiel su système MEOSAR.

Au cours des prochaines années qu'il faudra pour déployer une constellation MEOSAR, il n'y aura pas toujours assez de satellites pour situer les balises par triangulation, mais les satellites individuelles pourront relayer les alertes de détresse, tout comme le font les satellites géostationnaires, et leur empreinte se déplacera plus lentement. Les stations MEOLUT avec une seule antenne de suivi pourraient recevoir et décoder les alertes de détresse, mais ne pourraient pas nécessairement situer les balises, et des antennes supplémentaires pourraient être ajoutées plus tard lorsque plus de satellites MEOSAR seront en orbite.

L'ajout du système MEOSAR sera comme passer d'une connexion Internet lente à une connexion haute vitesse toujours ouverte, et il offrira de nombreux avantages, notamment :

• couverture mondiale continue
  
  
• réception plus fiable des signaux de balise par de multiples parcours de signaux
  
  
• détection quasi instantanée et localisation des balises
  
  
• capacité de suivre les balises mobiles sur un radeau ou en avion avant l'écrasement

Le système MEOSAR fera en sorte que les forces de recherche et sauvetage et les utilisateurs de balises 406 MHz partout dans le monde auront le service optimal d'alerte et de localisation pendant de nombreuses années à venir.

Jim King est directeur au Centre de recherches sur les communications (CRC) d'Industrie Canada à Ottawa. Il travaille à divers programmes de satellites canadiens et internationaux et possède plus de 25 ans d'expérience du Cospas-Sarsat, dont 10 ans au secrétariat du Cospas-Sarsat à Inmarsat à Londres (Angleterre). Il a participé au développement, au lancement et à l'essai du premier satellite Sarsat LEO au début des années 1980, du premier satellite géostationnaire, et il travaille maintenant pour le nouveau système MEOSAR. M. King possède une maîtrise en génie électrique, avec spécialisation en communications par satellite, il est délégué canadien au Cospas-Sarsat et à l'Agence spatiale européenne, et il a écrit de nombreux articles sur les systèmes satellitaires.

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