Un sauvetage à couper le souffle corrige un problème de satellite et assure un taux de réussite de 100 % du déploiement du BDS en Chine

Le personnel du centre de contrôle des satellites de Xi’an travaille pour sauver le satellite BDS-3 GEO-2 en mars 2020. Photo : avec l’aimable autorisation du centre de contrôle des satellites de Xi’an

« C’était comme si un homme se tenait debout lorsqu’il a été soudainement poussé vers la gauche par une force extérieure, puis vers la droite », a décrit Wang Xin, un ingénieur principal du Centre de contrôle des satellites de Xi’an, alors qu’il se souvenait de l’urgence du satellite. en mars 2020 où l’avant-dernier satellite de la troisième génération du système de navigation par satellite BeiDou ou le BDS-3 a rencontré un changement d’attitude anormal et a fait face à la possibilité réelle de déraper.

À partir de 1994, la Chine a envoyé un total de 59 satellites BeiDou en orbite dans 44 missions de lancement spatial avec un taux de réussite de 100 %, et le 31 juillet 2020, le pays a annoncé l’achèvement et la mise en service officielle du méga projet d’infrastructure spatiale développé au niveau national. .

Outre les bonnes performances des lanceurs et des satellites, il y a une mystérieuse équipe de « bergers vedettes » derrière le succès remarquable, qui garde 24 heures sur 24 la plus grande constellation de satellites de Chine à ce jour.

Surmontant l’adversité, y compris l’épidémie de COVID-19, c’est cette même équipe qui a réussi un sauvetage spatial lorsque le satellite BDS-3 GEO-2 a connu des anomalies en mars 2020 et a réussi à ramener le satellite sur son orbite prédéfinie.

Un moment terrifiant

La Chine a lancé le satellite BDS-3 GEO-2 sur une orbite prédéfinie à environ 200 kilomètres au-dessus du sol via une fusée porteuse Longue Marche-3B depuis le Centre de lancement de satellites de Xichang le 9 mars 2020. Alors que le panneau solaire du satellite se dépliait, la mission de lancement marqué un succès.

C’était le 29e membre du système BDS-3, ce qui signifie qu’il n’y avait qu’un seul satellite [GEO-3 to be launched in June] avant l’achèvement du déploiement complet de tous les satellites BDS-3.

Selon le plan, le satellite GEO-2 devait initialement effectuer cinq transferts d’orbite vers sa destination finale en orbite géostationnaire de 36 000 kilomètres.

Cependant, après une première manœuvre en douceur, un accident s’est produit. Les données de télédétection ont indiqué que l’attitude du satellite signalait un changement anormal après que le moteur principal du satellite ait fonctionné pendant plus de 10 minutes.

« Il y avait une force interférente, provoquant une perturbation de l’attitude du satellite », a déclaré Wang au Chine Direct.

Une telle anomalie entraînerait généralement des conséquences désastreuses, qui, selon Wang, incluaient des dommages à l’équipement de bord. Pire encore, cela pourrait également entraîner une coupure totale des communications entre le satellite et le commandement au sol, et l’équipe de soutien au sol ne serait pas en mesure de surveiller et de contrôler le satellite en question.

L’équipe de contrôle de vol, confrontée à la situation d’urgence, a dû formuler rapidement une réponse pour maîtriser l’attitude du satellite avant qu’il ne soit trop tard.

Ajoutant aux difficultés, dues à la situation épidémique de l’époque, l’équipe de contrôle au sol n’a pas pu rencontrer en personne l’équipe de développement du satellite bien que cette dernière se trouve également à Xi’an.

L’équipe de surveillance et de contrôle au sol a d’abord déterminé une valeur critique pour les paramètres anormaux, et lorsque la situation atteindrait la valeur, elle devrait arrêter le moteur principal pour sécuriser le satellite.

« Si le paramètre dépasse le point critique, le satellite perdrait probablement la communication et le contrôle. Si nous n’ordonnions pas l’arrêt du moteur principal, le satellite ne pourrait pas le faire une fois au-dessus du bord. Et si cela se produit, nous n’aurions aucune connaissance de la situation du satellite et de sa destination », a expliqué Wang.

Une étude préliminaire menée par l’équipe a révélé que ce sont les problèmes avec le moteur principal qui ont provoqué le changement d’attitude anormal, car c’était la seule unité propulsive qui fonctionnait. Une fois le moteur principal arrêté, le satellite pourrait rester stable.

Finalement, après cinq minutes après le début de l’anomalie, le paramètre a atteint la valeur critique définie par les scientifiques et ils ont appelé à arrêter le moteur principal. Et cela a permis de maîtriser la situation.

C’est-à-dire qu’en seulement cinq minutes après le début de l’anomalie, nous avons déterminé l’emplacement du problème, formulé une réponse d’urgence et effectué des tests, et cela a empêché le satellite de tomber totalement hors de contrôle, a rappelé Wang. « C’était vraiment époustouflant à chaque pas. »

Suite à cet incident, la Chine a lancé le dernier satellite BDS en juin 2020, marquant l’achèvement du déploiement de son propre système de navigation mondial.

Le satellite, le 55e de la famille BeiDou, qui signifie « Grande Ourse » en chinois, a été lancé et envoyé sur son orbite prédéfinie par une fusée porteuse Longue Marche-3B depuis le centre de lancement de satellites de Xichang.

Emportant le dernier satellite BDS-3, une fusée porteuse Longue Marche-3B décolle du centre de lancement de satellites de Xichang le 23 juin 2020. Photo : VCG

Emportant le dernier satellite BDS-3, une fusée porteuse Longue Marche-3B décolle du centre de lancement de satellites de Xichang le 23 juin 2020. Photo : VCG

Le système BDS fournit des signaux de navigation sur plusieurs fréquences et est capable d’améliorer la précision du service en utilisant des signaux multifréquences combinés.

Il intègre également pour la première fois des capacités de navigation et de communication et peut fournir des services de navigation, de communication par messages courts, d’augmentation par satellite, de recherche et de sauvetage internationaux, ainsi que de positionnement précis de points.

La valeur du BDS auto-développé par la Chine a dépassé 400 milliards de yuans (62,8 milliards de dollars) à la fin de la période du 13e plan quinquennal (2016-20), a déclaré en avril le principal planificateur économique du pays, la Commission nationale du développement et de la réforme (NDRC). cette année.

À la fin de 2021, il y avait plus d’un milliard de terminaux connectés au service de positionnement BDS et un total de 324 millions de smartphones fabriqués dans le pays vendus en 2021 applicables au système, ce qui représente 94,5 % de l’expédition totale de smartphones nationaux. .

BDS est le plus grand système spatial de Chine et l’un des quatre réseaux de navigation mondiaux aux côtés du GPS américain, du GLONASS russe et de Galileo de l’Union européenne. BDS peut fournir divers services et fonctions puissantes. À l’échelle mondiale, il peut fournir des services permettant le positionnement, la navigation et la synchronisation, la communication de messages mondiaux et la recherche et le sauvetage internationaux. Dans la région Asie-Pacifique, ses services comprennent la communication régionale par messages courts, le positionnement précis de points et l’augmentation par satellite et au sol.

Faire les choses correctement en 20 jours

Empêcher le satellite de devenir incontrôlable n’était que le début. En tant que type de satellite le plus polyvalent et le plus grand avec la plus longue durée de vie, le satellite BDS-3 GEO était trop cher pour être abandonné.

À partir du 11 novembre 2017, la Chine a prévu 18 lancements serrés pour 30 satellites BDS-3 sur une période d’un peu plus de deux ans.

Illustration du système BDS-3

Illustration du système BDS-3

En outre, « il faudrait encore un an pour lancer un satellite de secours GEO-2, et cela retarderait les objectifs de déploiement de tous les satellites BDS-3 d’ici 2020 », a déclaré Wang.

L’équipe de surveillance et de contrôle au sol de Xi’an, après avoir résolu la crise, a mené une analyse détaillée avec l’équipe de développement du satellite. Ils ont localisé et identifié le dysfonctionnement comme étant une brûlure au niveau de l’effuse du moteur principal.

L’équipe a dû faire face à deux options pour récupérer le satellite qui se trouvait sur l’orbite de transfert de quelque 6 000 kilomètres vers le GEO de destination. L’un était d’essayer de redémarrer le moteur principal en suivant le plan précédent et l’autre était plus complexe mais moins risqué – en utilisant des unités propulsives plus petites qui étaient chargées du contrôle d’attitude pour atteindre son objectif.

Le deuxième plan était également très difficile, car il nécessiterait une communication en temps réel lors des changements d’orbite et impliquerait des directions d’activation / désactivation de haute précision pour les propulseurs depuis le sol. L’équipe au sol doit essayer d’économiser le plus de carburant possible dans le réservoir du satellite afin que le nouveau plan de transfert orbital n’affecte pas la durée de vie des propulseurs du satellite.

Ils ont décidé d’opter pour le deuxième plan, plus compliqué mais plus sûr.

Le 28 mars 2020, 20 jours après le lancement, le satellite GEO-2 a réussi à monter sur les 36 000 kilomètres GEO en quelque 20 transferts orbitaux de haute précision à l’aide de ses propulseurs, déclarant le rachat du satellite.

Encore mieux, les données de surveillance ont montré que la manœuvre n’a pas affecté la durée de vie du satellite grâce au contrôle de haute précision de l’équipe au sol.

Une glorieuse décennie

Les actifs spatiaux sont des actifs stratégiques nationaux, a souligné le président chinois Xi Jinping en septembre 2021, exhortant les officiers à renforcer de manière globale les capacités de protection, de reprise après sinistre et de sauvegarde, d’invulnérabilité et de capacité de survie, ainsi que les capacités de protection des informations.

Alors que le nombre de satellites en orbite augmente et que leurs capacités de service deviennent plus puissantes au cours de la dernière décennie, l’équipe « Star Shepherd » du Centre de contrôle des satellites de Xi’an assume une responsabilité de plus en plus importante.

Yang Yong’an, ingénieur principal du centre de Xi’an, a déclaré au Chine Direct que plus de 300 satellites sont désormais sous gestion à long terme du centre, et qu’un tiers d’entre eux fonctionnent au-delà de leur durée de vie prévue.

En raison du fonctionnement et de la maintenance exceptionnels de l’équipe, ces satellites fonctionnent toujours bien malgré un nombre croissant d’unités vieillissantes, a déclaré Yang.

Au cours de la dernière décennie, le centre a formé des capacités complètes allant du diagnostic des pannes à la réparation. Il a effectué un certain nombre de missions de sauvetage spatial pour des satellites, notamment Zhongxing-9A et BDS-3 GEO-2, réalisant de nombreux miracles spatiaux.

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