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Instruments embarqués sur Cryosat

L'instrument principal de la charge utile de Cryosat-2 sera un Radar à Synthèse d'Ouverture couplé à un Radar Altimètre Interférométrique (Siral). Cet instrument possède les qualités requises pour mesurer l'élévation des calottes polaires et de la banquise. Cryosat-2 porte également à son bord, trois senseurs stellaires pour mesurer l'orientation du satellite et calibrer l'orientation de la ligne de base des deux antennes de réception. De plus, le récepteur radio Doris et un petit rétroréflecteur laser assurent une détermination précise de l'orbite de Cryosat.

L'altimètre Siral

SIRAL est un altimètre/interféromètre mesurant dans la bande Ku (13.575 GHz) selon 3 modes :

  • mode altimètre pointant vers le nadir, en basse-résolution,
  • mode SAR,
  • mode interféromètre (SarIn).

L'altimètre mesure la distance entre le satellite et la surface terrestre.

A la différence d'un radar altimètre traditionnel, où l'intervalle entre chaque impulsion est de l'ordre de 500 microsecondes, le radar altimètre de Cryosat est capable d'envoyer des rafales d'impulsions dont les intervalles sont de seulement 50 microsecondes.

Afin de mesurer l'angle d'incidence, une seconde antenne de réception sera activée, ce qui signifie que l'écho radar est réceptionné par deux antennes en même temps. Quand l'écho provient d'un point qui n'est pas directement situé au nadir du satellite, une différence est mesurée dans le trajet de l'onde radar. Un simple calcul géométrique en déduit l'angle entre la ligne de base des antennes et la direction de l'écho.
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Systèmes de localisation

Les systèmes de localisation embarqués sur Cryosat-2 sont complémentaires pour mesurer la position du satellite sur son orbite avec une précision de l'ordre de 2 cm sur la distance radiale. Le LRR est très précis mais il nécessite la présence de stations terrestres, dont la maintenance est complexe, et son usage demeure restreint aux bonnes conditions météo. Il est utilisé pour calibrer les mesures Doris afin de déterminer l'orbite en temps réel et l'orbite précise.

Doris (localisation Doppler)

Le système Doris s'appuie sur un réseau de balises au sol qui émettent à deux fréquences en direction du satellite équipé d'un récepteur. Le mouvement relatif du satellite par rapport au sol provoque un décalage en fréquence (effet Doppler-Fizeau), analysé pour en déduire la vitesse relative de ce satellite. Ces données sont intégrées dans des modèles d'orbitographie, pour connaître en permanence la position précise (à 3 cm près) du satellite sur son orbite.
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LRR (laser)

L'instrument LRR est un ensemble de miroirs destinés à réfléchir des tirs laser effectués depuis le sol. L'analyse du temps mis par le rayonnement laser pour faire le trajet aller-retour permet de localiser le satellite sur son orbite.
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Plus d'information sur le satellite Cryosat-2 (site web de l'Esa).

 

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