24 Juin 2021

[QUÉZAKO ?] Des antennes en « 2 secondes »

Vous connaissez les tentes « 2 secondes » ? Vous allez adorer les antennes des satellites Kinéis ! On les jette dans l’espace et elles se déploient instantanément...

CNES/DE PRADA Thierry, 2021.

 

Sur la photo ci-dessus, une antenne « 2 secondes » se cache sous la gaine de plastique blanche. Conçue pour se déployer en micropesanteur, l’antenne est si légère qu’elle fléchit sous l’effet de la gravité terrestre sans ce corset de maintien. Vous pouvez la découvrir — dénudée — sur le schéma ci-contre, dans sa version déployée en orbite à 650 km d’altitude sur un futur nanosatellite Kinéis et sa version compacte pour le lancement.

Fournie par COBHAM et leur partenaire COMAT, cette antenne en bande UHF mesure 80 cm de haut contre 48 cm pour la plateforme du satellite. Antenne principale, elle recevra les commandes nécessaires au contrôle de l'engin spatial et les « bip bip » des balises Argos et des terminaux Kinéis fixés sur des objets terrestres, des conteneurs maritimes par exemple.

Initié en 1978 par le CNES et des partenaires américains, le système Argos assure la localisation et le suivi d’animaux, randonneurs, skippers du « Vendée des Globes »… Kinéis utilise la même technologie mais innove sur le nombre de satellites qui composeront la constellation : 25 au total qui capteront les messages des terminaux toutes les 15 min environ contre plusieurs heures actuellement.

Les 25 satellites de la constellation Kinéis seront lancés à partir de 2023 par grappe de 5. Crédits : HÉMÉRIA.

L’antenne se déploie un peu comme un ressort, grâce à un mécanisme hélicoïdal à 4 brins. Ce mécanisme totalement inédit a été développé spécifiquement pour Kinéis sur la base de travaux de recherche menés par le CNES et COMAT. Crédits : COMAT/COBHAM.

3 antennes superposées sur une « feuille A4 »

Autre nouveauté de Kinéis : l’antenne en bande S — qui redescend les données vers les stations terrestres — est placée au sommet de l’antenne principale, et non à côté. Un gain de place non négligeable. Une 3e antenne est aussi présente sur la même face du satellite, à la base même de l'antenne UHF. Constituée de 6 brins de 48 cm de long, aussi enroulés pour le décollage, elle va recevoir les signaux AIS (Automated Identification System) dédiés à l’observation du trafic maritime, en bande VHF.

rémi fragnier, ingénieur antennes

« Positionner ces 3 antennes sur un satellite à peine plus grand qu’une boîte à chaussures sans créer d’interférences est une véritable prouesse au niveau radiofréquence »

La solution imaginée pour y parvenir est tout à fait originale : les superposer les unes sur les autres sur une face pas plus grande qu’une feuille A4 !  » indique Rémi Fragnier, notre ingénieur qui a coordonné le support technique du CNES et les essais réalisés au printemps 2021 dans notre grande salle anéchoïque.

Cette salle, où les parois sont conçues pour éviter tout phénomène d’écho, est l’une des rares en Europe à rassembler les expertises humaines et techniques pour tester des antennes sur une gamme si large de radiofréquences.

Nous nous sommes notamment assurés que l’antenne UHF était capable de capter des signaux très faibles venant même de l’horizon tout en émettant simultanément vers les terminaux qu'ils soient Argos ou Kinéis.

Les 3 antennes pointent désormais sereinement vers le pas de tir. Reste à réserver le lanceur pour les embarquer.

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Rémi Fragnier (en 4e position sur la photo ci-dessus) a coordonné les tests « radio-fréquences » réalisés au CNES au printemps 2021 sur une maquette d’un nanosatellite Kinéis. Crédits : CNES/DE PRADA Thierry, 2021.

Les 3 antennes de Kinéis sont placées sur une face du satellite (ici une maquette) pas plus grande qu’une feuille A4. Crédits : CNES/DE PRADA Thierry, 2021.

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La constellation de satellites Kinéis

Le projet Kinéis a pour objectif de démocratiser la technologie Argos en multipliant les usages vers les professionnels et particuliers : suivi de migration d'animaux sauvages ou de troupeaux d'élevage extensif, conteneurs et de bateaux, randonneurs, plaisanciers… Créée en 2018 par le CNES et CLS, la société Kinéis a réalisé en 2020 une levée de fonds historique de 100 millions d'euros, signe de l’intérêt pour ce nouveau marché de « l’Internet des objets connectés ».

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