Spot (satellite)

Les satellites Spot (Système Probatoire d’Observation de la Terre ou Satellite Pour l’Observation de la Terre) sont une série de satellites de télédétection civils d’observation du sol terrestre.

Décidé en 1978 par la France, le programme Spot est réalisé par le CNES (Centre national d’études spatiales) en collaboration avec la Belgique et la Suède. Il est composé d’une série de satellites et d’infrastructures terrestres pour le contrôle et la programmation des satellites ainsi que pour la production des images.

Les satellites ont été réalisés par Matra (devenu EADS Astrium Satellites), avec Aerospatiale/Satellites (devenu depuis Thales Alenia Space).

Les images Spot sont commercialisées par la société Spot Image.

• Orbite : quasi polaire, circulaire, héliosynchrone et phasée ;
• Altitude : 822 km.

Un des grands atouts du système SPOT est sa capacité de dépointage de son instrument imageur principal de part et d’autre de la trace au sol du satellite, de +31,06° à -31,06°. Ceci lui confère une très grande flexibilité d’acquisition, en ramenant notamment la répétivité d’acquisition (fréquence temporelle ou fréquence de revisite) à 2-3 jours.

1 génération : Spot 1, 2, 3

• Résolution des images de l’instrument HRV (Haute Résolution Visible) :
• 10 mètres en panchromatique (HRV1) (canal couvrant le domaine visible du spectre électromagnétique : 0,50 - 0,73 µm)
• 20 mètres en multispectral (HRV2)
• Bande 1 : Vert (0,50 - 0,59 µm)
• Bande 2 : Rouge (0,61 - 0,68 µm)
• Bande 3 : Proche infrarouge (0,78 - 0,89 µm)
• Lancement :
• Spot-1, lancé le 22 février 1986 (Ariane 1). Il a été déplacé vers une orbite plus basse en 2003.
• Spot-2, lancé le 22 janvier 1990 (Ariane 40). Prévu pour une durée de vie de 3 ans, il a fonctionné presque 20 ans et acquis 6,5 millions d'images couvrant 23,4 milliards de kilomètres-carrés. Comme pour Spot-1, une manoeuvre de désorbitation a été effectuée en juillet 2009, utilisant le reste de l'hydrazine du système de contrôle d'attitude et d'orbite, le plaçant sur une orbite de 600 km de périgée. Il se désintègrera dans l'atmosphère 25 ans plus tard environ, au lieu de 200 ans si cette manoeuvre n'avait pas pu être effectuée.
• Spot-3, lancé le 26 septembre 1993 (Ariane 40), fin de fonctionnement en novembre 1996.

2 génération Spot-4

Conçu en synergie avec Helios 1.

• Résolution des images de l’instrument HRVIR (Haute Résolution Visible et Infra-Rouge) :
• 10 mètres en monospectral dans le canal rouge (0,61 - 0,68 µm).
• 20 mètres en multispectral
• Bande 1 : Vert (0,50 - 0,59 µm)
• Bande 2 : Rouge (0,61 - 0,68 µm)
• Bande 3 : Proche infrarouge (0,78 - 0,89 µm)
• Bande 4 : Moyen infrarouge (MIR) (1,58 - 1,75 µm)
• Passager :
• PASTEL (PAssager Spot de Télécommunication Laser), un des deux terminaux optiques constitutifs du système de communication spatiale SILEX (Semi conductor Intersatellite Link EXperiment).
• VEGETATION-1, réalisé par Aerospatiale dans le Centre spatial de Cannes Mandelieu, est constitué d’un système imageur fonctionnant dans les 4 bandes spectrales. Il utilise des optiques télécentriques assurant une résolution spatiale de l’ordre de 1km pour une couverture au sol de 2 250 km de large et une répétitivité quotidienne aux latitudes tempérées.
• Lancement :
• Spot-4 a été lancé le 23 mars 1998 (Ariane 40, Vol 107)
• Spot-4 effectue un cycle de 369 orbites en 26 jours sur une orbite héliosynchrone quasi polaire; le nœud ascendant est à 22h30.

3 génération Spot-5

Conçu en synergie avec Helios 2.

• Résolution des images de l’instrument HRG (Haute Résolution Géométrique) :

L’innovation de Spot-5 est l’introduction du Super-Mode qui permet la création d’une image à 2,5 mètres de résolution à partir de deux images à 5 mètres acquises simultanément avec un demi-pixel de décalage. Leur combinaison est réalisée par des techniques de traitement et de restauration d’image avancées.

• • 2,5 mètres en super-mode panchromatique (0,48 - 0,71 µm)
• 5 mètres en panchromatique (0,48 - 0,71 µm)
• 10 mètres multispectral
• Bande 1 : Vert (0,50 - 0,59 µm)
• Bande 2 : Rouge (0,61 - 0,68 µm)
• Bande 3 : Proche infrarouge (0,78 - 0,89 µm)
• Bande 4 : Moyen infrarouge (MIR) (1,58 - 1,75 µm) à 20 m
• Capacités d’acquisition de couples stéréoscopiques améliorées grâce à l’instrument HRS (Haute Résolution Stéréoscopique)
• SPOT-5 porte également VEGETATION-2, successeur de VEGETATION-1 à bord de SPOT-4
• Lancement :
• Spot-5 a été lancé le 3 mai 2002 (Ariane 42P, Vol 151)

Futur

SPOT 6 et SPOT 7 sont en développement pour remplacer les satellites existants et fourniront des images panchromatiques ou couleurs de 2m de résolution et des images multispectrales de 8m de résolution.

SPOT 6 et SPOT 7 sont prévus pour un lancement en 2012 et 2013.

Stations de réception au sol

43 stations sur les 5 continents.

Les images issues de la télédétection spatiale (Spot ou autres satellites) présentent les avantages suivants : couverture mondiale, pouvoir de synthèse grâce à la dimension des surfaces couvertes, répétitivité.

Un des atouts de Spot est sa banque d’images couvrant la planète depuis plus de 20 ans avec des capteurs similaires. Cette banque permet d’étudier facilement des phénomènes évoluant dans le temps et dans l’espace (déforestation, etc.).

Quelques exemples d’utilisation :

• Défense :
• utilisation des images stéréoscopiques pour la réalisation de modèles numériques de terrain,
• renseignement en temps de paix, sans violation de l’espace aérien de la zone observée,
• utilisation de stations de réception mobiles pour alimenter le commandement sur le théâtre d’opération.
• Agriculture :
• la Communauté européenne utilise les images Spot pour le contrôle des déclarations dans le cadre de la politique agricole commune (le capteur infrarouge permet l’identification des plantes et du stade de maturation),
• évaluation des dégâts causés par des intempéries importantes (vent, grêle, etc.).
• Cartographie :
• Spot 5 et son capteur panchromatique (résolution de 5 m et 2,5 m en super-mode) permet la réalisation de cartes au 1:50 000.
• Suivi de l’environnement
• Les images du capteur VEGETATION sont utilisées pour suivre l’évolution des écosystèmes continentaux. En effet, par l’inversion de modèles de transfert radiatif qui reproduisent les interactions entre le rayonnement solaire et les différents éléments présents sur la surface continentale, on peut extraire de ces images les propriétés physiques des sols et de la végétation. Celles-ci sont représentées par des variables telles que la fraction de couverture végétale, l’indice foliaire ou la fraction de rayonnement absorbé par les plantes pour la photosynthèse. Le Centre de Service POSTEL traite les images du capteur VEGETATION acquises depuis 1999 pour générer des séries pluri-annuelles de ces variables et les distribuer à la communauté scientifique pour des applications liées à la météorologie, à la climatologie, au cycle du carbone, au cycle de l’eau, à la prévision des récoltes.

La France s’est engagée avec l’Italie à développer un système d’observation dual de la Terre (civil et militaire) nommé ORFEO et disposant de deux composantes. La France développe une composante optique, projet Pléiades sous maîtrise d’ouvrage du Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), composée de deux satellites identiques dénommés PHR1A et PHR1B (Pléiades Haute Résolution). L’Italie développe une composante radar, projet Cosmo-SkyMed confié à l’agence spatiale italienne (ASI).