Brevet FR2814816A1 — publié le 20020405

DETECTION DE DEBRIS SPATIAUX EN ORBITE A PARTIR D'UN INSTRUMENT EMBARQUE SUR SATELLITE Les débris constituent une menace pour les satellites, du fait de leur grande vitesse (de l'ordre de 10 km/s). L'instrument proposé a pour but de détecter les petits débris (taille comprise entre 0.1 et 1000 mm) invisibles depuis le sol. L'objectif est de caractériser ces débris en mesurant leur distance, leur vitesse et leur taille. Ceci impose une détection rapide et très sensible. Par ailleurs, les contraintes satellites limitent l'encombrement et la puissance électrique disponible. Le problème est pour le moment résolu par l'utilisation de télescopes et radars terrestres qui ne peuvent voir les petits débris et par l'embarquement de détecteurs d'impact sur les satellites qui ont des surfaces de détection limitées et doivent être récupérés pour analyse. Le dispositif comprend deux objectifs installés sur un microsatellite. La distance du débris est obtenue par triangulation à partir de deux images prises par les CCD du même objet. Par ailleurs, chaque objectif est équipé d'un tube intensificateur d'image servant d'obturateur rapide. Ceci permet de dater le passage du débris, en faisant varier l'intensité du signal reçu lors de son passage dans le champ. Pour ce faire, le gain de l'intensificateur est modulé en faisant varier la tension de la photocathode. La vitesse du débris impose une modulation haute fréquence (quelques centaines de kHz). Connaissant pour chaque pixel du champ la distance du débris et la date de passage, il est alors possible de calculer sa vitesse et de reconstituer sa trajectoire. Cette solution présente l'avantage de ne pas nécessiter de source d'éclairage spécifique (on utilise le soleil), très consommatrice en puissance électrique. Elle permet d'utiliser un détecteur très sensible (la CCD) garantissant une très bonne résolution spatiale, utile pour la mesure de distances. Ceci est obtenu sans utiliser une électronique complexe, malgré le grand nombre de pixels acquis par image. Un seul type de détecteur est par ailleurs nécessaire pour déterminer tous les paramètres recherchés (taille, vitesse, distance et trajectoire). La principale application est un système embarqué sur satellite de détection de débris. REVENDICATIONS 1. Instrument apte à être embarqué sur satellite, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de détection optique passifs aptes à détecter la présence de débris à proximité du satellite et à déterminer leur vitesse. 2. Instrument selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux caméras CCD et des moyens pour moduler dans le temps l'intensité de la lumière reçue par ces deux caméras, l'instrument comportant en outre des moyens de traitement aptes à déterminer, à partir des images relevées par l'une et l'autre des deux caméras, la distance à laquelle se trouvent les débris, ainsi que leur vitesse.