Brevet FR2686312A1 — publié le 19930723

L'invention concerne l'observation par laser en détection cohérente ou non de grandes masses fluides très étendues et la caractérisation de celles-ci par la com- pilation des résultats de mesures de paramètres effectuées en de multiples zones de ces masses Elle concerne notamment la mesure de mouvements atmosphériques (vitesses de vents), sur la Terre, voire sur d'autres planètes. Il est connu pour ce faire d'utiliser un "lidar" (acronyme de "Light Detection And Ranging"), qui est, comme on le sait, l'équivalent du radar dans le domaine des longueurs d'ondes optiques (entre 0,1 et 15 1-m voire plus). Un lidar comprend en effet un émetteur laser et un récepteur composé d'un (ou plusieurs) télescope(s) équipé(s) d'un ensemble de détection pour l'analyse du signal que renvoie une cible illuminée par le faisceau du laser; cette cible peut être spéculaire (lidar de télémétrie/altimétrie) ou diffuse (lidars atmosphériques). La mesure de mouvements atmosphériques se fait en pratique par détection cohérente en utilisant l'effet DOPPLER (on parle parfois en abrégé de "lidars DOPPLER"), c'est-à- dire que, par comparaison des fréquences d'un oscillateur local et du rayonnement reçu, on détermine l'amplitude de la composante, selon la direction d'émission-réception, de la vitesse locale du vent. En fait on distingue plusieurs cas de détection cohérente, selon que c'est le laser d'émission des tirs (ou une partie de celui-ci) qui sert d'oscillateur local (détection cohérente homodyne) ou que c'est un second laser qui sert d'oscillateur local (détection hétérodyne). De tels lidars DOPPLER font notamment partie des projets LAWS (de la National Aero Space Agency ou NASA), ALADIN (de l'European Space Agency ou ESA) ou BEST (du Centre National des Etudes Spatiales ou CNES) qui tous trois concernent des mesures de vent par détection cohérente à partir de satellites. Un lidar embarqué sur un mobile en altitude (avion ou, mieux encore, satellite) permet de sonder l'atmos- phère sur une zone importante (toute la Terre dans le cas d'un satellite sur orbite polaire): la couverture de cette zone est assurée principalement par le déplacement du mobile, éventuellement combiné à un mouvement de balayage du lidar Les deux types de balayage utilisés actuellement sont: le balayage transverse (orthogonal à la vitesse du mobile) et le balayage conique autour de l'axe de nadir (axe liant le mobile au centre de la Terre) Pour les lidars DOPPLER destinés à la mesure des vitesses de vent, le balayage conique permet d'obtenir deux composantes de la vitesse du vent (et donc de déterminer l'orientation et l'amplitude de cette dernière), chaque zone étant observée, à quelques secondes d'écart, suivant deux axes de visée différents Le balayage transverse ne permet pas d'obtenir deux telles composantes On considère en général que la composante verticale de la vitesse du vent est négligeable, ce qui explique que deux mesures suivant deux axes de visée différents suffisent pour reconstituer le vecteur vent. Cela ressort par exemple de la figure 1 qui représente de manière schématique le concept du projet LAWS précité (en fait le concept ALADIN n'a pas encore été figé). Sur cette figure est représentée une plate-forme spatiale 1, par exemple sur une orbite d'altitude comprise entre 400 et 800 km, dans sa position à l'instant t O Sur la face inférieure de cette plate-forme est monté un télescope 2 d'axe de visée V-V, muni d'un support de télescope 3 connecté à cette plate-forme par un moteur rotatif schématisé en 4 dont l'axe Z-Z est parallèle au nadir L'axe de visée V- V du télescope est incliné d'un angle O (de l'ordre de 450) par rapport à l'axe Z-Z du moteur grâce à quoi cet axe de visée décrit, par rapport à la plate-forme 1, un cône d'axe Z-Z et de demi angle 0, tandis que sa trace sur le sol au sein de la bande de sol en cours d'observation est une courbe spiro de dont l'allure est donnée sous la référence C. Si P est le point du sol intercepté à l'instant to par l'axe de visée, on peut mesurer en cet instant la projection sur l'axe V-V de la vitesse du vent au-dessus de P: cette composante est notée vo Ce point P (ou un point qui en est proche) est à nouveau intercepté ultérieurement, à un instant t 1 pour lequel l'axe V-V est devenu V'-V' du fait de la combinaison du déplacement de la plate-forme (vitesse V) et du balayage conique du télescope: en cet instant t 1 la projection sur l'axe V'-V' de la vitesse du vent, notée v 1, a une orientation suffisamment différente de celle de vo pour pouvoir, par combinaison, déterminer la vitesse horizontale du vent (on suppose en pratique que cette vitesse varie très peu au cours de l'intervalle de temps séparant les mesures de v 1 et de vo) Il est à noter que pour des raisons de lisibilité la courbe C n'est pas représentée à la même échelle que la plate-forme (la largeur L de la bande explorée est de plusieurs dizaines, voire centaines, de kilomètres en pratique tandis que les spires de cette courbe sont, quand la période de balayage est suffisamment petite (de l'ordre d'une dizaine de secondes pour une orbite polaire), beaucoup plus rapprochées les unes des autres et imbriquées les unes dans les autres, ce qui assure une couverture totale de la bande observée). Il est à préciser à ce propos que l'émission laser n'est pas continue, mais est formée de tirs de très courte durée, typiquement de l'ordre de 10-15 sec, envoyée à une basse fréquence, typiquement de l'ordre de la microse- conde, voire moins, par exemple (des normes de sécurité quant à l'énergie de chaque tir sont à respecter pour éviter tout éblouissement dangereux d'un être vivant au sol qui viendrait à être frappé par un tel tir). La figure 2 représente, de manière également schématique, le concept du projet BEST La plate-forme notée 1 est ici munie de quatre télescopes fixes 2 a, 2 b, 2 c et 2 d disposés symétriquement par rapport au plan de l'orbite (coplanaire à V et à Z-Z) et dont les axes de visée Va-Va, Vb-Vb, Vc-Vc et Vd-Vd sont inclinés d'un même angle ( 450) par rapport à l'axe vertical Z-Z, et sont de proche en proche inclinés les uns par rapport aux autres d'un même angle ( 900) Ce concept conduit à n'explorer que deux lignes l et 12 parallèles à l'orbite. Dans ces divers cas o la plate-forme est un satellite, la vitesse relative par rapport à la Terre est importante (de l'ordre de 7 km/s pour une orbite polaire héliosynchrone), et sa combinaison avec le balayage conique introduit un décalage DOPPLER supplémentaire non négligeable entre l'émission et la réception; ce décalage varie avec l'angle entre la vitesse de la plate-forme et l'orientation instantanée de l'axe de visée de la figure 1 (il est maximal en valeur absolue lorsque l'axe de visée est dans le plan de la vitesse V et de l'axe Z-Z, et nul lorsque l'axe de visée est dans un plan perpendiculaire à cette vitesse) Cette valeur absolue maximale est variable en fonction de l'angle du balayage, puisqu'elle est donnée par ( 2 V/X)sin 6 (V vitesse du satellite, X longueur d'onde émise, 8 demi-angle du cône de balayage) ce qui correspond à des décalages en fréquences de + 1 à 10 G Hz pour une longueur d'onde comprise entre 1 et 10 tm, domaine privilégié des longueurs d'onde de lidars, et un angle de balayage de 45 . La faiblesse du signal de retour explique, dans divers cas, l'utilisation d'une détection cohérente plutôt qu'une détection directe: malgré sa complexité, c'est la seule qui permette d'obtenir des performances compatibles avec les besoins des scientifiques dans le cas des mesures de vitesse des vents depuis l'espace (précision typiquement de l'ordre du mètre par seconde). Or le décalage DOPPLER en fréquence pose un problème dans le cas de la détection cohérente:le signal en sortie du détecteur, dans lequel se superposent le champ électrique d à l'onde de retour et celui d à l'oscillateur local servant de référence, est proportionnel à l( v Svil o V 5 et v,, sont respectivement la fréquence du signal de retour et celle de l'oscillateur local on a vu que ce signal peut varier de + i à 10 GH Iz au cours du balayage si l'angle de balayage vaut 450; or une bonne precision sur une fréquence variant dans une gamme aussi large nécessite une dynamique qui n'est pas compatible du tout avec celle offerte par les détecteurs actuels (et même à prévoir dans un proche avenir); il faut donc compenser ce décalage avant la réception, soit au niveau du laser d'émission, soit au niveau de l'oscillateur local ce qui est a priori plus simple dans la mesure o les exigences imposées a ce dernier sont, hormis la stabilité en fréquence, moins sévères que celles imposées au laser d'émission Cependant, cette compensation rend la cha ne de réception (ou d'émission, si l'oscillateur est commun au laser et à l'oscillateur local) d'autant plus complexe Une précision de i m/s se traduit par une précision en fréquence de l' ordre de 1 à i O M Hz pour une longueur d'onde comprise entre 1 et 10 pim et un angle de balayage de 450 l'erreur sur la compensation doit donc être inférieure au millième de la compensation elle-meme. Dans le cas de la détection directe (sans comparaison à une référence locale), le problème se pose de la même façon avec les filtres de réception qui doivent être suf fisamment sensibles (dans le contexte précité avec des vitesses de vent de l'ordre de 100 m/s, la plage se sensibi- lité est inférieure à quelques dizaines de M Hz) sur une plage de variation de i à 10 G Hz dû au DOPPLER de la plate-forme l'incompatibilité de ces exigences nécessite l'accordabilité (variable en fonction de l'angle de balayage) d'un ou des filtres de réception). On n'a donc pas pu, jusqu'à ce jour, satisfaire à ces objectifs de précision de façon simple. Il faut noter que, si les projets de lidar de mesure de vent embarqués sur satellite utilisent le balayage conique et la détection cohérente (LAWS pour la NASA, ALADIN pour l'ESA), et ce avec un seul télescope, le projet BEST du CNES envisage des télescopes fixes, ce qui supprime le problème de l'accordabilité variable, mais au détriment on l'a vu de la couverture des zones observées (puisqu'il n'y a plus de balayage: à chaque orbite, deux lignes seulement sont couvertes, parallèlement à la trace du satellite) et de la masse totale et du volume de l'instrument. L'invention a pour objet de pallier les incon- vénients précités et de permettre, à partir d'une plate-forme en orbite, des mesures de vitesse en des points uniformément répartis d'une masse fluide à la surface d'une planète (typiquement des mesures de vents à la surface de la Terre) à l'aide de lidars DOPPLER, à détection cohérente ou non, dont les axes de visée effectuent dans des bandes de cette masse fluide un balayage au moins partiellement transversal à la trajectoire instantanée de la plate-forme, sans besoin d'accordabilité variable du laser d'émission ou de l'oscilla- teur local (cas de la détection cohérente) ni du (ou des) filtre(s) de réception (cas de la détection directe) et sans pénalité importante ni en masse ni en encombrement. L'invention enseigne à cet effet, pour supprimer les inconvénients des variations du décalage DOPPLER, de le rendre fixe Pour cela, elle enseigne que le balayage se fasse avec un angle constant par rapport à la vitesse du satellite Un cas particulier est le balayage transverse, o l'angle est de 900 et le décalage DOPPLER nul Avec un angle compris entre O et 90 (typiquement 45 pour une altitude orbitale de 400 à 800 km, caractéristique des orbites polaires), le balayage peut se faire soit vers l'avant, soit vers l'arrière Comme la mesure des vitesses de vent impose deux directions de visée différentes pour les zones observées, le plus simple est alors d'utiliser deux téles- copes, l'un à balayage vers l'avant, l'autre à balayage vers l'arrière Comme les lasers fonctionnent en permanence en orbite, et que tous les tirs doivent être dirigés vers la Terre, pour maximiser le nombre de tirs vers la Terre, la rotation autour de l'axe du cône est avantageusement, non pas uniforme avec interruption des tirs, mais oscillante Ce mouvement de balancier (déjà envisagé pour d'autres types de lidars atmosphériques, par exemple ATLID pour l'ESA dans lequel il est prévu que le balayage de l'axe de visée se fasse de façon oscillante dans un plan perpendiculaire à l'orbite) doit être parfaitement équilibré pour ne pas induire de perturbations sur le satellite: avec un seul télescope, on cherche alors à minimiser la masse en mouvement et on utilise une contre-roue de réaction tournant en sens inverse de façon synchrone On voit donc un second intérêt à disposer de deux télescopes, en leur imprimant un mouvement contrarotatif: chacun peut jouer le rôle de contre-roue de réaction pour l'autre, ce qui diminue la masse totale comparée à celle de deux télescopes indépendants Plus simplement, pour minimiser les masses en mouvement, on peut aussi prévoir deux télescopes fixes, avec un balayage assuré par deux miroirs de balayage, respectivement associés aux télescopes, ces deux miroirs étant alors de préférence contrarotatifs aussi. On appréciera que l'invention a supposé de renoncer au réflexe habituel d'un homme de métier face à une source de fluctuation parasite (c'est le cas des fluctuations de décalage DOPPLER dues à la vitesse de satellite), qui consiste à rechercher pour ces fluctuations parasites une amplitude en moyenne nulle A l'inverse, l'invention a préféré accepter cette source de perturbations mais en en rendant constante l'amplitude, même si cela impose pour cette amplitude constante une valeur importante. Plus précisément l'invention propose un véhicule spatial d'observation pour la caractérisation quantitative par effet DOPPLER de mouvements au sein d'une masse fluide portée par une planète, comportant une plateforme adaptée à suivre une orbite autour de cette planète, ayant un axe de roulis destiné à être parallèle à cette orbite, et un axe de lacet destiné à être orienté vers le centre de la planète, et un ensemble d'observation comportant un générateur laser, un premier télescope muni d'un élément de visée ayant un axe de visée destiné à être orienté vers la planète, adapté à envoyer à partir de ce générateur laser un rayon émis selon cet axe de visée et à capter, selon cet axe, un rayon réfléchi, et une unité de mesure de fréquence, caractérisé en ce que cet ensemble d'observation comporte un second télescope muni d'un second élément de visée ayant un second axe de visée, adapté à envoyer à partir du générateur laser un rayon émis selon ce second axe de visée, et à capter selon ce second axe de visée un rayon réfléchi et à l'appliquer à l'unité de mesure de fréquence, et en ce que les premier et second éléments de visée sont reliés à la plate-forme par des moteurs rotatifs d'axes parallèles à l'axe de roulis, les premier et second axes de visée ayant sur cet axe de roulis des projections de sens opposés. L'invention apporte divers avantages par rapport aux solutions connues: * Par rapport au concept à télescope mobile (LAWS) suppression de l'accordabilité variable de l'oscillateur local ou du laser d'émission; le décalage DOPPLER dû à la vitesse du satellite est constant et peut être compensé par un calage adéquat de la longueur d'onde du laser d'émission ou de celle de l'oscillateur local, ou un décalage fixe des longueurs centrales des filtres dans le cas de la détection directe, à titre subsidiaire, suppression de la contre-roue de réaction pour chaque télescope. * Par rapport au concept à télescopes fixes (BEST) deux télescopes au lieu de quatre zone couverte beaucoup plus importante. On appréciera que, grâce à la disposition de l'exigence d'accordabilité, l'invention peut être mise en oeuvre aisément en détection cohérente homodyne (cas o le laser d'émission et l'oscillateur ont une partie commune) ce qui conduit à des contraintes, sur la stabilité thermique de cette partie, moins sévères qu'en détection cohérente hétérodyne (laser d'émission et oscillateur local indépen-10 dants) Dans le premier cas des fluctuations thermiques de la partie commune, perturbant de manière similaire les fréquences du laser d'émission et de l'oscillateur local, sont moins préjudiciables que des fluctuations thermiques perturbant de façon indépendante, dans le deuxième cas, les15 fréquences précitées. C'est ainsi que, selon des dispositions préférées de l'invention, éventuellement combinées les moteurs rotatifs sont oscillants, ces moteurs rotatifs sont commandés en oscillation en opposition de phase, la période d'oscillation est comprise entre 1 et 100 sec (pour d'autres planètes que la Terre, les altitudes orbitales peuvent être différentes, et les périodes d'oscillation aussi), le générateur laser comporte une source laser unique pour les deux télescopes, et un miroir pivotant, oscillant ou non, et l'unité de mesure de fréquence comporte une chaîne de mesure unique pour les deux télescopes et ledit miroir pivotant, ce miroir pivotant étant adapté à coupler opti- quement, en alternance, cette source et cette chaîne de mesure laser à l'un puis à l'autre de ces télescopes, le générateur laser comporte une source laser pour chaque télescope et en ce que l'unité de mesure de fréquence comporte une chaîne de mesure pour chaque télescope, les éléments de visée sont des optiques solidaires des télescopes, et ces télescopes sont reliés à la plate-forme par lesdits moteurs rotatifs, les éléments de visée sont des miroirs mobiles par rapport aux télescopes, lesquels sont fixes par rapport à la plate- forme, l'unité de mesure de fréquence est du type à détection cohérente, l'unité de mesure de fréquence est du type à détection directe, les premier et second axes de visée ont, par rapport à l'axe de roulis, une inclinaison comprise entre 200 et 80 , de préférence entre 40 et 50 . L'invention propose également un instrument d'observation laser pour la caractérisation quantitative par effet DOPPLER de mouvements au sein d'une masse fluide portée par une planète, destiné à être déplacé par un véhicule porteur suivant une trajectoire au dessus de cette masse fluide, ayant un axe de référence destiné à être parallèle à cette trajectoire et comportant une platine pour sa fixation au véhicule porteur, un générateur laser, un premier téles- cope muni d'un élément de visée ayant un axe de visée destiné à être orienté vers la planète, adapté à envoyer à partir de ce générateur laser un rayon émis selon cet axe de visée et à capter, selon cet axe, un rayon réfléchi, et une unité de mesure de fréquence, caractérisé en ce que cet ensemble d'observation comporte un second télescope muni d'un second élément de visée ayant un second axe de visée, adapté à envoyer à partir du générateur laser un rayon émis selon ce second axe de visée, et à capter selon ce second axe de visée un rayon réfléchi et à l'appliquer à l'unité de mesure de fréquence, et en ce que les premier et second éléments de visée sont reliés à la platine par des moteurs rotatifs d'axes parallèles à l'axe de référence, les premier et second axes de visée ayant sur cet axe de référence des projections de sens opposés. Cet instrument peut être porté par un véhicule spatial voire par un avion à haute altitude. 1 1 Les mêmes dispositions préférées que précédemment sont applicables à cet instrument. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'un concept connu de caractérisation de vents, avec un télescope à balayage conique, la figure 2 est une vue schématique d'un autre concept connu de caractérisation de vents, avec quatre télescopes fixes, la figure 3 est une vue schématique en perspec- tive d'un satellite d'observation laser conforme à l'invention, la figure 4 en est une vue de dessous, les figures 5 A et 5 B sont des vues partielles de dessous de deux autres satellites conformes à l'invention, et la figure 6 est une vue schématique de la trace au sol des axes de visée d'un satellite conforme à l'invention. Ainsi qu'il ressort des figures 3 et 4, un satellite conforme à l'invention comporte une plate-forme 10 ayant un axe de roulis X-X, parallèlement auquel le satellite est destiné à se déplacer avec une vitesse V, et un axe de lacet Z-Z parallèle à la verticale locale (orienté vers le centre de la Terre, ou plus généralement de la planète en cours d'observation). Cette plate-forme, ne faisant en soi pas partie de l'invention, ne sera pas détaillée: elle est de tout type connu approprié Il suffira de préciser ici qu'elle comporte notamment un système de contrôle d'orbite et de stabilisation en attitude, et une source d'énergie éventuellement alimentée par des générateurs solaires. Sous cette plate-forme, c'est-à-dire sur une face de cette plate-forme en regard de la Terre, est monté un ensemble d'observation à laser noté 11 dans son ensemble. Cet ensemble 11 comporte une source laser 12, deux télescopes 13 A et 13 B et une chaîne de mesure de fré- quence 14. La distinction entre la source laser 12 et la chaîne de mesure de fréquence 14 sur les figures 3 et 4 est tout à fait fictive. Cet ensemble 12 + 14 est complété par un miroir pivotant 15, ici d'axe parallèle à l'axe de lacet compte tenu des positions relatives des télescopes et de la source laser et de la chaîne de mesure, adapté à le coupler optiquement, en alternance, à l'un ou l'autre des télescopes. La source 12, combinée au miroir, constitue globalement un générateur laser pour l'ensemble du système 11, tandis que la chaîne 14, combinée au miroir, constitue globalement, de même une unité de détection de mesure pour l'ensemble du système 11. Les télescopes 13 A et 13 B sont munis d'éléments de visée 16 A et 16 B, ici constitués par des optiques de sortie fixes par rapport au reste desdits télescopes, ayant des axes de visée respectivement notés UA-UA et UB-UB, destinés à intercepter la masse à caractériser (c'est-à-dire, dans l'application considérée ici, l'atmosphère terrestre). Il faut toutefois noter que cette "fixité" de ces optiques n'empêche pas qu'elles puissent avoir, de façon classique, de très faibles débattements destinés à la compensation de l'angle de traîne (en anglais "lag angle") pour tenir compte du déplacement du satellite entre l'émission d'un tir et la réception d'un rayon réfléchi. Ces axes de visée ont une inclinaison non nulle O par rapport à l'axe de roulis, en pratique comprise entre et 80 , avantageusement choisie entre 40 et 50 , de préférence égale à 45 . Les éléments de visée 16 A et 16 B sont, par rapport à la plate-forme, montés rotatifs autour d'axes RA-RA et RB-RB parallèles à l'axe de roulis (ces axes sont avanta- geusement confondus) Pour ce faire, et compte tenu de ce que ces éléments sont fixes au sein des télescopes, ces téles- copes sont fixés à des supports de télescope 17 A et 17 B, eux- mêmes reliés à une platine 18 solidaire de la plate-forme par deux moteurs rotatifs 19 A et 19 B admettant les axes RA-RA et RB-RB comme axes de rotation De manière préférée, ces moteurs rotatifs sont commandés en mouvement oscillant avec une amplitude propre à maintenir les axes de visée en permanence vers la masse fluide à caractériser Il est à la portée de l'homme de métier de déterminer la valeur maximale de cette amplitude en fonction de l'altitude, de l'angle d'inclinaison O et de la largeur de la bande que l'on cherche à explorer dans la masse fluide lors de chaque révolution du satellite (cette amplitude est typiquement comprise entre 400 et 50 ). Ces axes de visée ont, sur l'axe de roulis, des projections de sens opposés (dans le même sens que V ou dans le sens inverse), de sorte que, par référence au sens du déplacement du satellite sur son orbite (parallèlement à cet axe de roulis) on peut dire que l'un des télescopes est orienté vers l'avant tandis que l'autre est orienté vers l'arrière. Le générateur laser 12 émet des impulsions lasers de courte durée (par exemple de l'ordre de 1 p s) à une fréquence donnée (par exemple de l'ordre de 10 Hz). Dans l'exemple représenté, le miroir 15 oscille sur 90 à cette même fréquence (ou à un multiple de celle-ci) entre une première position dans laquelle les impulsions laser sont envoyées (et des rayons réfléchis sont captés) dans l'un des télescopes, et une seconde position dans laquelle les impulsions laser sont envoyées (et des rayons réfléchis sont captés) dans l'autre télescope. Bien que les oscillations des télescopes soient en pratique de très faible fréquence (la période de balayage est par exemple de 10 à 20 secondes), elles induisent des balourds sur le satellite d'autant plus importants que les télescopes sont lourds et volumineux (il s'agit par exemple de télescopes de 1 m de diamètre avec une ouverture de diaphragme de f/2 o f est la focale, ce qui correspond typiquement à une masse en mouvement de l'ordre de plusieurs dizaines de kilogrammes). Pour éviter ces balourds les deux télescopes sont avantageusement entraînés en oscillation en opposition de phase (en d'autres termes, les moteurs 19 A et 19 B sont contrarotatifs). Les figures 5 A et 5 B représentent de façon partielle des variantes de réalisation, les éléments similai- res à ceux des figures 3 et 4 y étant respectivement affectés des indices "prime" et "seconde". Ces deux variantes ont ceci en commun que les éléments de visée y sont mobiles par rapport aux télescopes, lesquels sont fixes par rapport à la plate-forme en étant orientés parallèlement à l'axe de roulis Ces éléments de visée sont de simples miroirs de sorte que les masses en mouvement sont bien plus faibles que dans le cas des figures 3 et 4 de sorte que la commande des oscillations en opposition de phase devient moins importante. A la figure 5 A les éléments de visée 16 A' et 16 B' sont des miroirs disposés entre les télescopes coaxiaux 13 A' et 13 B', en étant inclinés d'un angle de 22,5 par rapport à leur axe commun de rotation, c'est-àdire par rapport à l'axe X-X, ce qui conduit, comme dans les figures 3 et 4, à un cône de balayage de demi-angle égal à 45 . Dans cette variante, les télescopes sont munis chacun d'une source laser 12 A' ou 12 B' et d'une chaîne de mesure de fréquence 14 A' ou 14 B'; l'ensemble du générateur laser formé conjointement par ces deux sources et de l'unité de mesure de fréquence formée conjointement par ces deux chaînes est fonctionnellement équivalent à l'ensemble 12 + 14 + 15 des figures 3 et 4. La variante de la figure 5 B est plus proche de l'objet des figures 3 et 4 en ce sens qu'on y trouve un ensemble 12 "+ 14 "+ 15 " de même structure que l'ensemble 12 + 14 + 15 A la différence de la figure 5 A, les miroirs 16 A" et 16 B" sont disposés de part et d'autre de l'ensemble des télescopes 13 A" et 13 B", et ont par rapport à l'axe de roulis une inclinaison de ( 180 -22,50). En fait, aussi bien les sources 12, 12 A', 12 B' et 12 " que les chaînes de mesure 14, 14 A', 14 B' et 14 " sont de tout type connu en soi et ne seront pas détaillées ici De préférence, les chaînes de mesure sont du type à détection cohérente, c'est-à-dire (voir ci-dessus) avec mise en oeuvre d'un oscillateur local dont la fréquence sert de référence pour y comparer la fréquence du signal capté par les éléments de visée Quoique cette fréquence de référence soit de préférence différente de la fréquence d'émission pour être aussi proche que possible de la fréquence prévisible pour le signal capté compte tenu de l'effet DOPPLER induit par la vitesse du satellite, il est à noter que le balayage conique (de préférence oscillant) proposé par l'invention autour de l'axe de roulis rend fixe ce décalage et permet de simplifier la structure de cet oscillateur local puisque sa fréquence peut rester constante. Une détection directe, sans comparaison à une fréquence de référence, est bien sûr possible dans le cadre de l'invention. La figure 6 a simplement pour but de visualiser dans une bande en cours d'exploration au sein de la masse fluide, les traces des deux axes de visée d'un système d'observation conforme à l'une quelconque des figures 3 à 5 B. En trait plein est représentée la trace de l'axe de visée du télescope "avant" tandis qu'en traits pointillés est repré- sentée la trace de l'axe de visée du télescope "arrière" On peut vérifier l'existence d'un grand nombre de points d'in- tersection entre les deux traces, surtout que cette figure, schématique, surestime grossièrement le pas de ces traces. A titre d'exemple, le laser utilisé est un laser au C 02 (longueur d'onde de 9 gm) avec des impulsions d'énergie comprises entre 1 et 5 J et une fréquence de tir de 2 à 10 Hz. Il va de soi que la description qui précède n'a été proposée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être proposées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Véhicule spatial d'observation pour la caractérisation quantitative par effet DOPPLER de mouvements au sein d'une masse fluide portée par une planète, comportant une plate-forme ( 10) adaptée à suivre une orbite autour de cette planète, ayant un axe de roulis destiné à être paral- lèle à cette orbite, et un axe de lacet destiné à être orienté vers le centre de la planète, et un ensemble d'obser- vation ( 11, 11 ', 11 ") comportant un générateur laser ( 12 + 15, 12 A', 12 B', 12 "+ 15 "), un premier télescope ( 13 A, 13 B, 13 A', 13 B', 13 A", 13 B") muni d'un élément de visée ( 16 A, 16 B, 16 A', 16 B', 16 A", 16 B") ayant un axe de visée (UA-UA, UB-UB)destiné à être orienté vers la planète, adapté à envoyer à partir de ce générateur laser un rayon émis selon cet axe de visée et à capter, selon cet axe, un rayon réfléchi, et une unité de mesure de fréquence ( 14 + 15, 14 A', 14 B', 14 "+ 15 "), caractérisé en ce que cet ensemble d'observation comporte un second télescope muni d'un second élément de visée ayant un second axe de visée, adapté à envoyer à partir du générateur laser un rayon émis selon ce second axe de visée, et à capter selon ce second axe de visée un rayon réfléchi et à l'appliquer à l'unité de mesure de fréquence, et en ce que les premier et second éléments de visée sont reliés à la plate-forme par des moteurs rotatifs ( 19 A, 19 B) d'axes parallèles à l'axe de roulis, les premier et second axes de visée ayant sur cet axe de roulis des projections de sens opposés. 2 Véhicule spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs rotatifs ( 19 A, 19 B) sont oscillants. 3 Véhicule spatial selon la revendication 2, caractérisé en ce que ces moteurs rotatifs ( 19 A, 19 B) sont commandés en oscillation en opposition de phase. 4 Véhicule spatial selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la période d'oscil- lation est comprise entre 1 et 100 sec. Véhicule spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le générateur laser comporte une source laser unique ( 12, 12 ") pour les deux télescopes, et un miroir pivotant ( 15, 15 ") et en ce que l'unité de mesure de fréquence comporte une chaîne de mesure unique ( 14, 14 ") pour les deux télescopes et ledit miroir pivotant, ce miroir pivotant étant adapté à coupler opti- quement, en alternance, cette source et cette chaîne de mesure laser à l'un puis à l'autre de ces télescopes. 6 Véhicule spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le générateur laser comporte une source laser ( 12 A', 12 B') pour chaque télescope et en ce que l'unité de mesure de fréquence comporte une chaîne de mesure ( 1 4 A', 14 B') pour chaque télescope. 7 Véhicule spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments de visée ( 16 A, 16 B) sont des optiques solidaires des télescopes, et ces télescopes sont reliés à la plate-forme par lesdits moteurs rotatifs. 8 Véhicule spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments de visée sont des miroirs ( 16 A', 16 A", 16 B', 16 B") mobiles par rapport aux télescopes, lesquels sont fixes par rapport à la plate-forme. 9 Véhicule spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'unité de mesure de fréquence ( 14, 14 A', 14 B', 14 ") est du type à détection cohérente. 10 Véhicule spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'unité de mesure de fréquence est du type à détection directe. 11 Véhicule spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les premier et second axes de visée ont, par rapport à l'axe de roulis, une inclinaison comprise entre 200 et 800. 12 Véhicule spatial selon la revendication 11, caractérisé en ce que cette inclinaison est comprise entre 400 et 500. 13 Instrument d'observation laser pour la carac- térisation quantitative par effet DOPPLER de mouvements au sein d'une masse fluide portée par une planète, destiné à être déplacé par un véhicule porteur suivant une trajectoire au dessus de cette masse fluide, ayant un axe de référence destiné à être parallèle à cette trajectoire et comportant une platine ( 18) pour sa fixation au véhicule porteur, un générateur laser ( 12 + 15, 12 A', 12 B', 12 "+ 15 "), un premier télescope ( 13 A, 13 B, 13 A', 13 B', 13 A", 13 B") muni d'un élément de visée ( 16 A, 16 B, 16 A', 16 B', 16 A", 16 B") ayant un axe de visée (UA-UA, UB-UB) destiné à être orienté vers la planète, adapté à envoyer à partir de ce générateur laser un rayon émis selon cet axe de visée et à capter, selon cet axe, un rayon réfléchi, et une unité de mesure de fréquence ( 14 + 15, 14 A', 14 B', 14 "+ 15 "), caractérisé en ce que cet ensemble d'observation comporte un second télescope muni d'un second élément de visée ayant un second axe de visée, adapté à envoyer à partir du générateur laser un rayon émis selon ce second axe de visée, et à capter selon ce second axe de visée un rayon réfléchi et à l'appliquer à l'unité de mesure de fréquence, et en ce que les premier et second éléments de visée sont reliés à la platine par des moteurs rotatifs ( 19 A, 19 B) d'axes parallèles à l'axe de référence, les premier et second axes de visée ayant sur cet axe de référence des projections de sens opposés.