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lafc401
Diagnostic de satellisation des tirs Diamant
Compte Rendu de Michel Lefebvre
Pourquoi ce compte rendu 40 ans après ?
Je suis entré à la Division mathématiques de Brétigny du CNES en septembre 1963; la première tâche qui m’a été confiée était de développer et de mettre en œuvre un système permettant de diagnostiquer la satellisation du lanceur Diamant, dans un délai aussi court que possible .
C’est ce qui fut fait, en utilisant les ordinateurs de la Division; pour le premier tir Diamant non seulement le diagnostic de satellisation mais les éléments de l’orbite atteinte furent fournis 16 minutes après le décollage.
Ces éléments d’orbite étaient listés sur l'imprimante du pupitreur pour aller plus vite ; à cette époque les résultats de calcul arrivaient sur bande magnétique, il fallait reprendre les bandes sur un autre dérouleur pour avoir les résultats imprimés.
Pour le premier lancement Diamant, cette petite feuille avec les éléments d'orbite fut transmise immédiatement à un ensemble de responsables du CNES rassemblés dans la "salle graphique" dédiée au calcul d'orbite et attenante au centre de calcul.
La photo reproduite dans le journal interne du CNES, Ephémérides, montre Bernard Lago penché sur cette feuille historique tout autour de lui Jean-Claude Blaive , J.P. Causse, B. Golonka , J. Blamont, ...
Variante en
plein écran
B. Golonka, J.P. Causse, J.E. Blamont, B. Lago, J.C. Blaive, Sauvey
Le système de poursuite
Il n’est pas inutile de rappeler comment se présentait le système de poursuite - vu de Brétigny - pour les quatre lancements Diamant, devant tous se réaliser dans des conditions à peu près identiques, pendant le décollage jusqu’à la disparition à l’horizon, puis au-delà.
Jusqu'à l'horizon, on disposait des données (azimut, site, distance) du radar Aquitaine de Colomb Bechar qui faisait ces mesures en coopération avec le répondeur radar embarqué dont les antennes étaient sur le 3e étage du lanceur. Ces données parvenaient au centre de calcul de Brétigny par télétype, avec sortie sur ruban perforé (!), via une liaison contrôlée par le centre opérations du CNES.
Sur les 3e et 4e lancements, on ne disposait plus de ces données: le radar était en cours de déménagement en prévision de la fermeture du champ de tir de Hammaguir...
L’autre source de données possibles était le "saut doppler" sur la fréquence de 136 MHz de l'émetteur de télémesure des quatre satellites, provenant des stations CNES dont celle de Brétigny. (Le "saut doppler" est du à l'augmentation de vitesse du lanceur pendant les différentes phases et en particulier pendant la combustion du troisième étage). C'était en principe une bonne mesure du fonctionnement de cet étage; mais ce saut n'étant pas mesuré dans la direction station-lanceur, il fallait tenir compte d'une correction.
Par suite de la "défaillance" de la capsule A1, cette source ne fut pas utilisée sur le premier lancement, mais le fut sur les suivants.
Au-delà de l'horizon du champ de tir (ou, ce qui revenait à peu près au même, de Colomb-Béchar), les dispositifs de transmission et de traitement des données des stations CNES de poursuite sur les émissions de télémesure des satellites à 136 MHz avaient été mises en place et fonctionnaient: elles furent utilisées sur les 2e, 3e et 4e vol, mais pas pour le diagnostic de satellisation...
De plus, on observa les données radar (sur les deux premiers vols) et de télémesure (sur les trois derniers) aux premiers passages sur le champs de tir.
Les moyens de calcul et la procédure de diagnostic
On utilisait essentiellement le calculateur IBM 7040 de la Division Mathématiques, mais les limitations des formats de sortie étaient telles que... le point de référence était translaté de 1024 Kilomètres vers l’est et que, pour les cosinus directeurs on sortait les compléments à 1 s’ils étaient négatifs!
La procédure était basée sur un logiciel appelé P I N P I N pour "Paramètres INjection Premières INformations".
L'approche choisie devait favoriser la robustesse et la sûreté des résultats afin de répondre à une seule question: la satellisation a-t-elle réussi?
Cette approche nous amena à privilégier le traitement des données radar au cours des deux phases non propulsées du lanceur, et en particulier la phase intermédiaire après extinction du deuxième étage. Au cours de cette phase, la trajectoire est une orbite très elliptique grossièrement keplerienne. On pouvait ainsi apprécier le fonctionnement correct des deux premiers étages, et calculer position et vitesse à l'allumage du troisième étage.
Le centre de calcul de Brétigny
On avait alors deux cas de figure:
- si on "avait" les mesures radar après extinction du troisième étage, on pouvait ajuster la trajectoire finale à partir de ces mesures moyennées sur 10 secondes, calculer périgée et apogée; si le périgée, point le plus près de la Terre, était supérieur à une valeur prédéterminée, la satellisation pouvait être annoncée; (une petite réserve toutefois: si la durée de l'arc d'orbite après injection était trop courte, les erreurs sur les paramètres d'orbite pouvaient être importants).
- si on ne les "avait" pas... on pouvait utiliser les données (Azimut, site, doppler) sur les émissions à 136 MHz de la capsule (dont le saut doppler) captées par plusieurs stations CNES (dont celle de Brétigny).
