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Maquette de satellite météorologique géostationnaire *Fengyun-2*.

Maquette de satellite météorologique héliosynchrone de deuxième génération *Fengyun-3*.

Fēngyún (chinois simplifié : 风云 ; chinois traditionnel : 風雲 ; litt. « vents et nuages »), abrégé en FY, est l'ensemble des satellites météorologiques développés par la république populaire de Chine dont le premier lancement remonte à 1988. Elle comprend des satellites placés en orbite géostationnaire (série FY-2 à compter de 1997 et FY-4 en cours de développement en 2014) et des satellites placés en orbite héliosynchrone (série FY-1 à partir de 1988 et FY-3 à compter de 2008). La Chine maintient en permanence deux satellites géostationnaires opérationnels au-dessus de la région Asie Pacifique (longitudes 105°E et 86,5°E) permettant de doubler la fréquence d'observation et deux satellites en orbite polaire l'un circulant sur une orbite du matin l'autre sur une orbite de l'après-midi.

Mise en œuvre

Les satellites Feng-Yun sont utilisés pour collecter des données dans le spectre visible et infrarouge sur la structure de l'atmosphère. Celles-ci sont utilisées par la météorologie, l'océanographie, l'agriculture, la foresterie, l'hydrologie, l'aviation, la navigation, la protection environnementale et la défense du territoire national^[1].

L'Agence météorologique chinoise est le principal utilisateur des données. Elle reçoit celles-ci grâce à trois stations terrestres situées à Beijing, Guangzhou et Urumqi. Ces stations reçoivent également les données des satellites météorologiques de la NOAA et du Japon qui sont traités en conjonction avec celles des FY^[1].

La série des satellites héliosynchrones Feng-Yun 1

La série FY-1 constitue la première génération des satellites météorologiques chinois stationnés en orbite héliosynchrone. Le développement de cette famille de satellites a débuté en 1977 et sa construction a été confiée à CAST tandis que l'instrumentation était réalisée par l'Institut de Shanghai des techniques physiques rattaché à l'Académie chinoise des sciences. Le premier satellite de la série a été lancé en 1988 et a été perdu 40 jours plus tard à la suite d'un mauvais fonctionnement du contrôle d'attitude. Le deuxième satellite lancé en 1990 a fonctionné jusqu'à fin 1992. Cette série, qui comprenait 4 satellites dont un encore opérationnel en 2014, a été remplacée à compter de 2008 par les FY-3^[2].

Caractéristiques techniques

Deux sous-séries ont été produites comprenant chacune deux exemplaires. Les deux premiers satellites ont une masse de 750 et 880 kg et sont stabilisés 3 axes grâce à une combinaison de roues de réaction et de propulseurs à gaz froid. Deux ensembles de panneaux solaires d'une longueur unitaire de 3,5 mètres fournissent 800 watts en tout. Les satellites circulent sur une orbite polaire héliosynchrone d'inclinaison 98,9 et 102,9+ respectivement avec une inclinaison de 98,9 et 99,1°. L'un passe à 3h30 de l'après-midi, le second à 7h50 du matin. Ils disposent d'un instrument unique MVISR (Multichannel Visible and IR Scanning Radiometer) à 5 canaux qui se répartissent entre l'infrarouge thermique, (nuages et température des océans), le proche infrarouge et la lumière visible. La fauchée est de 2 860 km. Les deux satellites suivants voient leur fiabilité améliorée et sont légèrement plus lourds (954 kg)^[2].

La série des satellites géostationnaires Feng-Yun 2

La série FY-2 constitue la première génération des satellites météorologiques chinois stationnés en orbite géostationnaire. La série comprend deux satellites expérimentaux lancés respectivement en 1997 et 2000 suivis d'une série de 6 satellites opérationnels dont le dernier a été lancé en 2018. Les satellites sont positionnés au-dessus de la région Asie/Pacifique au niveau de la longitude 105°. Les satellites de secours sont stockés au niveau de la longitude 86,5° utilisée comme position de réserve^[3].

Caractéristiques techniques

Les satellites de type FY-2 sont construits par l'Institut d'ingénierie des satellites de Shanghai. Il s'agit d'un satellite spinné (à 100 tours par minute pour les exemplaires expérimentaux) de forme cylindrique de 2,1 mètres de diamètre pour 1,6 mètre de haut. Les antennes sont fixées à une plateforme dans l'axe contrarotatif. La masse du satellite au lancement est de 1 380 kg (FY-2C) et une fois en position de 600 kg (FY-2A). L'énergie électrique est fournie par des cellules solaires réparties sur la surface du cylindre qui fournissent 280 watts. Les deux premiers satellites utilisent un instrument S-VISSR disposant de 3 canaux : visible (0,55 - 1,05), infrarouge (10,5 - 12,5), vapeur d'eau (6,2 - 7,6 micromètres). La résolution est de 1,25 km pour le visible et de 5 km pour les autres canaux. Une image complète est obtenue toutes les 30 minutes. Les exemplaires opérationnels (à partir de FY-2C) sont en partie améliorés : deux canaux infrarouge supplémentaires (10,3-11,3 et 11,5-12,5 micromètres), l'échantillonnage des données se fait sur 10 bits au lieu de 6/8 bits, la résolution en température est améliorée de manière significative^[3].

La série des satellites héliosynchrones Feng-Yun 3

La série FY-3 constitue la deuxième génération des satellites météorologiques chinois stationnés en orbite héliosynchrone. Ces satellites ont été développés en coopération par l'Agence météorologique chinoise et l'agence spatiale chinoise (CNSA) à compter de 1999. Le premier satellite a été lancé en 2008. Les deux premiers satellites sont expérimentaux. Le premier satellite opérationnel FY-3C a été lancé en 2013. La Chine prévoit de disposer de deux satellites opérationnels, l'un circulant sur une orbite du matin (10h) l'autre sur une orbite de l'après-midi (14 h.)^[4].

Caractéristiques générales

Les satellites de cette série ont une masse de 2 450 kg dont 64 kg d'hydrazine pour la propulsion et embarquent 11 instruments. La durée de vie prévue est de 3 ans avec un objectif de 4 ans. L'énergie est fournie par des panneaux solaires d'une superficie de 22,5 m² produisant 2,48 kW en fin de vie (énergie moyenne de 1,1 kW compte tenu des périodes d'éclipse et de l'incidence du rayonnement solaire). L'énergie électrique est stockée dans deux batteries nickel-cadmium ayant une capacité unitaire de 50 Ah. Le satellite est de forme parallélépipédique. Ses dimensions sont de 4,4 × 2 × 2 m. porté à 4,46 x 10 × 3,79 m. en orbite une fois les panneaux solaires et antennes déployés. Le satellite est stabilisé 3 axes. La précision de pointage dans les 3 axes est de 0,3° avec une dérive de 0,003°/s. Le satellite utilise une mémoire de masse d'une capacité de 144 gigabits pour enregistrer les données recueillies. Les transmissions utilisent plusieurs fréquences : Bande L en temps réel (débit de 4,2 mégabits/s), Bande X en temps réel (débit de 18,2 mégabits/s), Bande X en transmission différée (débit de 93 mégabits/s)^[4].

Principales caractéristiques des instruments de la série FY-3^[4]
Instrument	Nombre de canaux	Longueurs d'onde observées	Pixels	Résolution au nadir	Fauchée
VIRR	10	0,43-12,5 µm	2048	1,1 km	2 800 km
IRAS	26	0,69-15,5 µm	56	17 km
MWTS	4	50–57 GHz	15	50/75 km
MWHS	5	150–183 GHz	98	15 km	2 700 km
MERSI	20	0,41–12,5 µm	2048/8192	1,1 km / 250 m.	2 800 km
SBUS	12	250-340 nm	240	70 / 10 km
TOU	6	308-361 nm	31	50 km
MWRI	6	10,65–150 GHz	240	15–70 km	1 400 km
SIM		0.2~50 µm

Instruments d'étude de l'atmosphère

Trois instruments sont chargés de recueillir des données sur la structure de l'atmosphère^[4] :

IRAS (Infrared Atmospheric Sounder) détermine le profil en température et humidité de l'atmosphère, détecte les cirrus, les aérosols...
MWTS (Microwave Temperature Sounder)
MWHS (Microwave Humidity Sounder)

Instruments d'étude de l'ozone

Deux instruments sont utilisés pour étudier la couche d'ozone^[4] :

TOU (Total Ozone Unit) mesure la distribution de l'ozone
SBUS (Solar Backscatter Ultraviolet Sounder) détermine le profil de la couche d'ozone et mesure la quantité totale d'ozone.

Instruments d'observation optique

Trois instruments effectuent des observations optiques^[4] :

VIRR (Visible and Infrared Radiometer)
MERSI (Medium Resolution Spectral Imager)
MWRI (Microwave Radiation Imager)

Instruments de météorologie spatiale

Trois instruments mesurent les caractéristiques de l'environnement spatial^[4] :

ERM (Earth Radiation Measurement)
SEM (Space Environment Monitor)
SIM (Solar Irradiation Monitor)

La série des satellites géostationnaires Feng-Yun 4

La série FY-4 constitue la deuxième génération des satellites météorologiques chinois stationnés en orbite géostationnaire. Il succède aux satellites FY-2. Le satellite d'une masse d'environ 5 300 kg est, contrairement à la génération précédente, stabilisé 3 axes. Les panneaux solaires produisent environ 3 200 W d'énergie. La précision de pointage est de 3 secondes d'arc. Il est conçu pour une durée de vie minimum de 5 à 7 ans. Les deux premiers satellites ont été lancés en 2016 et 2021. Le satellite emporte 4 suites d'instrument contre un seul pour la génération précédente^[5] :

AGRI (Advanced Geosynchronous Radiation Imager)
GIIRS (Geo. Interferometric Infrared Sounder)
LMI (Lightning Mapping Imager)
SEP (Space Environment Package)

Principales caractéristiques des instruments de la série FY-4^[6]
Désignation	Type instrument	Longueurs d'onde observées	Nombre de canaux	Résolution spatiale	Résolution spectrale	Fréquence mise à jour
AGRI	Imageur	0,45 à 13,8 µm	14	0,5-4 km	N/A	15 min ou 2,5 min (rapid Scan)
GIIRS	Sondeur interférométrique infrarouge	0,55 à 14,3 µm	913	16 km	0,8 à 1,6 cm^-1
LMI	Imageur éclairs	777,4 µm	N/A	7,8 km	N/A	2 ms.
SEP	Détecteurs particules à hautes énergies + magnétomètre		N/A	N/A	N/A

Chronologie

Selon l'orbite visée, les satellites Feng-Yun sont lancés par des fusées Longue Marche 3 (orbite géostationnaire) ou Longue Marche 4 (Orbite héliosynchrone).

Satellites lancés et prévus (mise à jour juin 2021)^[7]^,^[8]^,^[9]^,^[10]
Année	Satellites	Lanceur	Masse (à sec)	Orbite	Statut	Autres caractéristiques
7 septembre 1988	FY-1A	Longue Marche 4	750 kg	Orbite héliosynchrone	Retiré du service
3 septembre 1990	FY-1B	Longue Marche 4	880 kg	Orbite héliosynchrone	Retiré du service
10 juin 1997	FY-2A	Longue Marche 3	593 kg	Géostationnaire 105°E	Retiré du service
10 mai 1999	FY-1C	Longue Marche 4	954 kg	Orbite héliosynchrone	Détruit par un missile antisatellite le 11 janvier 2007	^[11]
25 juin 2000	FY-2B	Longue Marche 3	1 250 kg (600 kg)	Géostationnaire 105°E	Expérimental
15 mai 2002	FY-1D	Longue Marche 4B	954 kg	Orbite héliosynchrone	Retiré du service (2011)
19 octobre 2004	FY-2C	Longue Marche 3A	1 380 kg	Géostationnaire 105°E	Retiré du service
8 décembre 2006	FY-2D	Longue Marche 3A		Géostationnaire 86.5°E	Opérationnel
27 mai 2008	FY-3A	Longue Marche 4C	2 450 kg	Orbite héliosynchrone	Opérationnel
23 décembre 2008	FY-2E	Longue Marche 3A		Orbite géostationnaire 123.5°E	Opérationnel
4 novembre 2010	FY-3B	Longue Marche 4C	2 450 kg	Orbite héliosynchrone	Opérationnel
13 janvier 2012	FY-2F	Longue Marche 3A		Orbite géostationnaire	Opérationnel
23 septembre 2013	FY-3C	Longue Marche 4C	2 450 kg	Orbite héliosynchrone	Opérationnel
31 décembre 2014	FY-2G	Longue Marche 3A	1 280 kg	Orbite géostationnaire	Opérationnel
10 décembre 2016	FY-4A	Longue Marche 3B	5 300 kg	Orbite géostationnaire	Opérationnel	Satellite tête de série, expérimental
14 novembre 2017	FY-3D	Longue Marche 4C	2 450 kg	Orbite héliosynchrone	Opérationnel
5 juin 2018	FY-2H	Longue Marche 3A	1 280 kg	Orbite géostationnaire	Opérationnel
2 juin 2021	FY-4B	Longue Marche 3B	5 300 kg	Orbite géostationnaire	Opérationnel
4 juillet 2021	FY-3E	Longue Marche 4C	2 450 kg	Orbite héliosynchrone	Opérationnel
16 avril 2023	FY-3G	Longue Marche 4C	2 450 kg	Orbite héliosynchrone	Opérationnel
vers 2023	FY-3F	Longue Marche 4C	2 450 kg	Orbite héliosynchrone	Lancement prévu
vers 2024	FY-3H	Longue Marche 4C	2 250 kg	Orbite héliosynchrone	Lancement prévu
vers 2026	FY-3I	Longue Marche 4C	2 450 kg	Orbite héliosynchrone	Lancement prévu
vers 2027	FY-3J	Longue Marche 4C	2 250 kg	Orbite héliosynchrone	Lancement prévu
?	FY-4C	Longue Marche 3B	5 300 kg	Orbite géostationnaire	Lancement prévu
?	FY-4D	Longue Marche 3B	5 300 kg	Orbite géostationnaire	Lancement prévu
?	FY-4E	Longue Marche 3B	5 300 kg	Orbite géostationnaire
?	FY-4F	Longue Marche 3B	5 300 kg	Orbite géostationnaire	Lancement prévu

Notes et références

↑ ^{a et b} (en) « Radar and Satellite Observation », China Meteorological Administration (consulté le 21 juillet 2007)
↑ ^{a et b} (en) « FY-1 », EO Portal (ESA) (consulté le 14 décembre 2014)
↑ ^{a et b} (en) « FY-2 », EO Portal (ESA) (consulté le 14 décembre 2014)
↑ ^{a b c d e f et g} (en) « FY-3 », EO Portal (ESA) (consulté le 14 décembre 2014)
↑ (en) Feng LU, « CMA report on the current and future satellite systems Presented to CGMS-42 plenary session, agenda item [D.1] », Coordination Group for Meteorological Satellites, mai 2014
↑ (en) « FY-4 », EO Portal (ESA) (consulté le 17 septembre 2023)
↑ (en) Gunter Krebs, « FY 1A, 1B, 1C, 1D », sur Gunter's space page (consulté le 5 juin 2021)
↑ (en) Gunter Krebs, « FY 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H », sur Gunter's space page (consulté le 5 juin 2021)
↑ (en) Gunter Krebs, « FY 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G », sur Gunter's space page (consulté le 5 juin 2021)
↑ (en) Gunter Krebs, « FY 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F », sur Gunter's space page (consulté le 5 juin 2021)
↑ (en) « Concern over China's missile test », BBC (consulté le 22 juillet 2007)

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

(en) FengYun-1 sur le site de l'ESA EO Portal
(en) FengYun-2 sur le site de l'ESA EO Portal
(en) FengYun-3 sur le site de l'ESA EO Portal
(en) « FY-4 », EO Portal (ESA) (consulté le 17 septembre 2023)FengYun-4 sur le site de l'ESA EO Portal
(en) « China Earth Observation Systems », Federation of American Scientists (consulté le 22 juillet 2007)

[rs-1] {a et b} (en) « Radar and Satellite Observation », China Meteorological Administration (consulté le 21 juillet 2007)

[EOPORTALFY1-2] {a et b} (en) « FY-1 », EO Portal (ESA) (consulté le 14 décembre 2014)

[EOPORTALFY2-3] {a et b} (en) « FY-2 », EO Portal (ESA) (consulté le 14 décembre 2014)

[EOPORTALFY3-4] {a b c d e f et g} (en) « FY-3 », EO Portal (ESA) (consulté le 14 décembre 2014)

[CGMS2014-5] (en) Feng LU, « CMA report on the current and future satellite systems Presented to CGMS-42 plenary session, agenda item [D.1] », Coordination Group for Meteorological Satellites, mai 2014

[EOPORTALFY4-6] (en) « FY-4 », EO Portal (ESA) (consulté le 17 septembre 2023)

[gunterFY1-7] (en) Gunter Krebs, « FY 1A, 1B, 1C, 1D », sur Gunter's space page (consulté le 5 juin 2021)

[gunterFY2-8] (en) Gunter Krebs, « FY 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G, 2H », sur Gunter's space page (consulté le 5 juin 2021)

[gunterFY3-9] (en) Gunter Krebs, « FY 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 3G », sur Gunter's space page (consulté le 5 juin 2021)

[gunterFY4-10] (en) Gunter Krebs, « FY 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F », sur Gunter's space page (consulté le 5 juin 2021)

[11] (en) « Concern over China's missile test », BBC (consulté le 22 juillet 2007)

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