Ionosfera-M | Descriptif technique1. GénéralitésLes satellites Ionosfera-M sont développés et construits par le VNIIEM pour le compte de l'IPG et de l'IKI. Ils sont destinés à l'étude et à la surveillance de l'ionosphère, et fonctionnent au sein d'une constellation de quatre satellites répartis en deux plans orbitaux, avec deux satellites sur chaque plan séparés de 180°±30°. Ils ont une masse de 400kg et leur durée de vie garantie est de huit ans [1].
Fig. 1.1 : Schéma d'un satellite Ionosfera-M. 
Fig. 1.2 : Schéma d'un satellite Ionosfera-M 2. Plate-forme2.1. GénéralitésLa plate-forme des Ionosfera-M se présente sous la forme d'un parallélépipède dont les dimensions sont 1200 x 1200 x 800 mm [6]. Elle est constituée d'un Système de Contrôle Embarqué BKU (Бортовой комплекс управления) qui fait la liaison avec le sol et qui commande l'ensemble des systèmes. 2.2. Contrôle de l'orientationLe Système d'Orientation et de Correction SOK (Система Ориентации и Коррекции) permet de maintenir le déphasage des satellites entre eux ainsi que leur orientation. Il est constitué d'un certain nombre de capteurs qui permettent de déterminer l'orientation du satellite, ainsi que de six actionneurs gyroscopiques qui permettent de maintenir l'orientation et de la modifier si besoin. 
Fig. 2.2.1 : Deux capteurs solaires sur un
satellite Ionosfera-M. Il dispose aussi d'un moteur pour les corrections d'orbite. L'impulsion totale requise sur la durée de vie du satellite n'est que de 26kN.s, et le VNIIEM a fait le choix d'utiliser un propulseur à plasma pulsé ablatif. Le choix s'est porté sur le moteur AIPD-95, développé conjointement par le VNIIEM et l'Institut de Mécanique Appliquée et d'Électrodynamique (NII PME) du MAI. Il peut fournir une impulsion totale de 52kN.s avec une poussée de 3,6mN et une impulsion spécifique de 1400". Il consomme 175W et atteint sa poussée nominale en 1,0". Il a une masse de 19kg, ergol compris. Il n'y a qu'un seul moteur, placé sur l'axe x, mais les corrections peuvent être faites dans les deux sens de cet axe si l'on tourne le satellite [8]. 
Fig. 2.2.2 : Le moteur AIPD-95 et son
emplacement sur Ionosfera-M. 2.3. Alimentation électriqueLa puissance est fournie par le Système d'Alimentation Électrique SES (Система Электроснабжения), constitué principalement d'un panneau solaire orientable. 3. Charge utile3.1. LAERTLe Laboratoire de Travaux Expérimentaux LAERT (ЛАборатория Экспериментальных РабоТ) est un sondeur vertical (également appelé ionosonde), c'est-à-dire d'un radar doté d'un émetteur qui envoie des impulsions dans l'ionosphère. Celles-ci sont réfléchies à une altitude dépendant de la fréquence et de la densité électronique. La mesure du temps séparant l'émission de la réception permet de connaître l'altitude à laquelle s'est effectuée la réflexion. LAERT fonctionne entre 0,1 et 20MHz [1][2]. 
Fig. 3.1.1 : Les antennes de l'instrument LAERT. L'antenne émettrice est un dipôle d'une longueur totale de 30m. Chaque pôle est constitué de deux brins de 15m chacun. L'antenne réceptrice est également un dipôle de 15m de long, avec deux paires de brins de 7,5m chacun [3]. Les quatre brins de l'antenne émettrice sont au centre du satellite. Les quatre brins de l'antenne réceptrice sont sur chacun des coins. Chaque brin dispose de son propre motoréducteur pour assurer son déploiement [3]. Les données sont transmises au sol par le BKU SNI en mode nominal, ou à l'aide du petit transmetteur spécifique PRD137 sur la fréquence de 137MHz [1][7]. LAERT est développé et construit en interne par le VNIIEM. 
Fig. 3.1.2 : Les antennes du LAERT en position
de lancement. 
Fig. 3.1.3 : L'un des brins du LAERT en position de lancement. 3.2. PESL'instrument PES (Полное Электронное Содержание) de l'IZMIRAN permet de mesurer la teneur totale en électrons à l'aide d'un récepteur GPS/GLONASS [1]. 3.3. MaïakC'est un transmetteur radio de l'Institut de Physique Solaire et Terrestre (ISZF) du département de Sibérie de l'Académie des Sciences. Il est fourni par l'IZMIRAN et est capable d'émettre des signaux sur deux fréquences : 150MHz et 400 MHz. Les deux stations de réception, situées à Irkoutsk et Norilsk, appartiennent à l'Institut de Géophysique Appliquée (IPG). L'analyse des signaux reçus permet de déterminer certains paramètres de l'ionosphère [4]. 
Fig. 3.3.1 : Le transmetteur Maïak. Maïak a une masse de 0,98kg et consomme 6W quand il émet, avec une puissance de 27dBm [5]. 3.4. NVK2Le Complexe d'Ondes Basse-fréquence NVK2 (Низкочастотный волновой комплекс) est destiné à la mesure des pôles électriques et magnétiques sur l'orbite des satellites, sur des fréquences inférieures à 20kHz [1]. Le détecteur magnétique est fourni par le NIRFI de l'université NGU, les détecteurs électriques sont fournis par NPP Astron-Elektronika et le boîtier de commande est fourni par l'IZMIRAN. 
Fig. 3.4.1 : L'instrument NVK. 
Fig. 3.4.2 : Déploiement de l'antenne du NVK2. 3.5. SPER/1Le Spectromètre à Plasma et à Radiation Énergétique SPER/1 (Спектрометр плазмы и энергичной радиации) est destiné à la surveillance du plasma qui arrive dans la partie supérieure de l'ionosphère, en provenance de la magnétosphère [1]. Fourni par le NII YaF, il mesure les spectres énergétiques différentiels des protons et électrons de basses énergies dans la gamme 0,05 - 20keV, ainsi que le spectre des électrons entre 0,1 et 10MeV, le spectre des protons entre 1 et 100MeV et les particules alpha dans la gamme du MeV [1]. 3.6. GALS/1L'instrument GALS/1 (ou GALS-I) est un spectromètre destiné à la mesure des électrons et des protons dans les rayons cosmiques entre 0,15 et 600MeV. Il est fourni par l'IPG, et est dérivé du GALS utilisé sur les satellites Meteor-M, Elektro-L et Arktika-M [1]. 
Fig. 3.6.1 : Le spectromètre GALS/1. 3.7. SG/1C'est un spectromètre gamma du NII YaF pour mesurer les spectres d'énergie des rayons X et du rayonnement gamma de l'atmosphère terrestre. Il fonctionne entre 20keV et 10MeV [1]. 3.8. BKU SNILe rôle du Complexe Embarqué de Contrôle et de Collecte des Informations Scientifiques BKU SNI (Бортовой комплекс управления и сбора научной информации) est d'enregistrer et de transmettre au sol les données des instruments scientifiques via le système de transmission RLTsI-I, d'une part, est d'assurer le contrôle-commande des instruments scientifiques, d'autre part. Sa mémoire est de 16Go [1]. Il est fourni par l'IKI. 3.9. Ozonometr-TML'instrument Ozonometr-TM n'est présent que sur les satellites Ionosfera-M n°3 et n°4. Il a été développé par NPP Astron-Elektronika pour le compte de l'IKI. Il est destiné à réaliser des mesures spectroscopiques de l'intensité du rayonnement ultraviolet solaire réfléchi par l'atmosphère terrestre dans la bande 300-500nm avec une précision de 0,4nm [1][9]. 
Fig. 3.9.1 : L'instrument Ozonometr-TM. Bibliographie
[1] PERVOV, M., История развития отечественных автоматических космических аппаратов, Moscou, 2015, pp. 509-511 Dernière mise à jour : 21 août 2025 |
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