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Feng-Yun

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Maquette de satellite météorologique géostationnaire Fengyun-2.

Fēngyún (chinois : 風雲|s 风云| = vents et nuages), abréviation FY est une famille de satellites météorologiques développée par la République populaire de Chine à compter de 1988. Elle comprend des satellites placés en orbite géostationnaire (séries paires : FY-2 à compter de 1997 et FY-4 en cours de développement) et des satellites placés en orbite héliosynchrone (séries impaires : FY-1 à partir de 1988 et FY-3 à compter de 2008).

Mise en œuvre

Les satellites Feng-Yun sont utilisés pour collecter des données dans le spectre visible et infra-rouge 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 nationale[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 Shanghaï 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 donc un encore opérationnel en 2014, a été remplacé 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 kg et 880 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[2].
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La série des satellites géostationnaires Feng-Yun 2

Fichier:BOB 01 and Jamala 2013-05-10 0900Z.png
Photo de deux cyclones tropicaux prise en 2013 par le satellite météorologique géostationnaire FY-2E.

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 suivi d'une série de 4 satellites opérationnels dont le dernier doit être lancé fin 2014/début 2015. 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'ingénérie des satellites de Shangaï. 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 fixés à une plateforme dans l'axe contrerotative. La masse du satellite au lancement est de 1380 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 microns). 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 microns), 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 2450 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 x 2 x 2 m. porté à 4,46 x 10 x 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 stocker 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'ondes observées Pixels Résolution au nadir Fauchée
VIRR 10 0,43-12,5 µm 2048 1,1 km 2800 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 2700 km
MERSI 20 0,41-12,5 µm 2048/8192 1,1 km / 250 m. 2800 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 1400 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. Le satellite d'une masse d'environ 5300 kg est stabilisé 3 axes. Les panneaux solaires produisent environ 3200 W d'énergie. La précision de pointage est de 3 secondes d'arc. Il est conçu pour une durée de vie de 3 ans. Le premier satellite de la série devrait être lancé en 2016. Le satellite emporte 4 suites d'instrument [5] :

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

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 décembre 2014)[5]
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 [6]
25 juin 2000 FY-2B Longue Marche 3 1250 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 1380 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 2450 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 2450 kg Orbite héliosynchrone Opérationnel
13 janvier 2012 FY-2F Longue Marche 3A Orbite géostationnaire Opérationnel
23 septembre 2013 FY-3C Longue Marche 4C 2450 kg Orbite héliosynchrone Opérationnel
vers décembre 2014 FY-2G Longue Marche 3A Orbite géostationnaire Lancement prévu
vers 2016 FY-4A Longue Marche 3A Orbite géostationnaire Lancement prévu Satellite tête de série, expérimental
vers 2016 FY-3D Longue Marche 4C 2450 kg Orbite héliosynchrone Lancement prévu
vers 2018 FY-3E Longue Marche 4C 2450 kg Orbite héliosynchrone Lancement prévu
vers 2019 FY-4A Longue Marche 3A Orbite géostationnaire Lancement prévu Premier satellite opérationnel de la série
vers 2020 FY-3F Longue Marche 4C 2450 kg Orbite héliosynchrone Lancement prévu
vers 2022 FY-3G Longue Marche 4C 2450 kg Orbite héliosynchrone Lancement prévu


Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

Notes et références

  1. ↑ a et b (en) « Radar and Satellite Observation », China Meteorological Administration (consulté le )
  2. ↑ a et b (en) « FY-1 », EO Portal (ESA) (consulté le )
  3. ↑ a et b (en) « FY-2 », EO Portal (ESA) (consulté le )
  4. ↑ a b c d e f et g (en) « FY-3 », EO Portal (ESA) (consulté le )
  5. ↑ a et b (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,
  6. ↑ (en) « Concern over China's missile test », BBC (consulté le )
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