Saga CMR-23 - point 1.12 : des satellites d’exploration de la Terre autour de 45 MHz pour sonder le sol
Les missions des sondeurs radar spatioportés
Les missions spatiales concernées consistent en des sondeurs dont les échos radar produiront des données caractérisant le sous-sol jusqu’à 5 à 7 mètres de profondeur. Ces données scientifiques peuvent être utilisées pour mieux comprendre l'épaisseur globale, la structure interne et la stabilité thermique des inlandsis ainsi que la formation, la distribution et l'évolution des aquifères dans des environnements désertiques.
Le radar spatioporté proposé par la NASA est une version améliorée du Shallow Radar Sounder (SHARAD), sondeur en orbite autour de Mars fonctionnant dans la gamme de fréquences 15-25 MHz. Les données seront utilisées dans l'étude du sous-sol de la Terre avec une cartographie radar des couches de diffusion souterraines dans le but de localiser les dépôts d'eau ou de glace. Les capteurs actifs devraient être déployés sur des satellites en orbite terrestre basse à une altitude de 400 km, à une inclinaison optimisée pour une orbite héliosynchrone et avec une excentricité inférieure à 0,001.
FIGURE 1
Sondage du sous-sol du sondeur radar spatioporté
Ces sondeurs dans la gamme 40-50 MHz sont conçus pour fonctionner dans des zones inhabitées ou peu peuplées, qu’il s’agisse de calottes glaciaires (par exemple Groenland et Antarctique) ou de déserts (par exemple Afrique du Nord et Péninsule Arabique) (voir Figure 2). Ces zones étant peu nombreuses, le radar ne devrait pas émettre plus de 10 minutes par 92,7 minutes d'orbite complète.
FIGURE 2
Couverture du sondeur radar spatioporté dans la gamme de fréquences 40-50 MHz
Leur fonctionnement
Les sondeurs radar sont conçus pour fonctionner uniquement dans une fenêtre de quelques heures centrée approximativement sur 4 heures du matin, heure locale, par rapport à l'emplacement du capteur radar. Ces paramètres sont optimaux pour favoriser la pénétration du signal radar au regard des perturbations ionosphériques. Compte tenu du coût d'investissement élevé, le nombre de missions par sondeurs radars spatioportés fonctionnant simultanément devrait rester très faible, peut-être une ou deux.
Dans la bande de fréquences 40-50 MHz et à son voisinage immédiat, il s’agit de protéger les services de Terre qui bénéficient d'attributions à titre primaire (services mobile, fixe et de radiodiffusion notamment) et les services secondaires. Les radars spatioportés dans cette gamme de fréquence utilisent des antennes avec des gains modérés (une dizaine de dB, donc peu directives) associés à un faisceau à 3 dB de largeur relativement importante. La trace au sol du signal radar est donc large (291 km de diamètre) et les stations au sol se retrouveront dans ce faisceau pendant plus d’une minute – mais avec une récurrence faible. Il est donc envisagé d’avoir un double jeu de limites de pfd, l’une s’appliquant pour 100 % du temps et l’autre pouvant être dépassée pendant un pourcentage de temps limité (par exemple 0,1 % en cumulatif), pour refléter ce brouillage intermittent, mais peu perturbant, des autres services et de permettre ainsi le déploiement de sondeurs spatioportés.
Protéger les services existants
Les études se sont concentrées sur les conditions dans lesquelles le sondeur radar à l'étude pourrait fonctionner sans causer de brouillage préjudiciable aux services en place, à la fois dans la bande occupée, de 40 à 50 MHz, ainsi que dans les bandes adjacentes. Pour tous les services considérés, le niveau de brouillage a été évalué en puissance moyenne, car les sondeurs radar VHF sont des systèmes radar pulsés. Le service mobile s’est avéré être le plus sensible à l’introduction des sondeurs spatioportés, compte tenu de sa sensibilité et de la faible directivité des antennes utilisées, limitant la discrimination vers le zénith. C’est donc sur la base de la protection du service mobile que les limites de pfd applicables aux sondeurs ont été établies par l’ANFR.
L’ensemble des méthodes pour répondre à ce point de l’ordre du jour de la CMR-23 permettent d’envisager une nouvelle attribution à titre secondaire au service d'exploration de la Terre par satellite (SETS) (active) pour les sondeurs radar spatioportés dans la gamme de fréquences au voisinage de 45 MHz. La CMR-23 devra donc simplement choisir les dispositions exactes à mettre en œuvre pour assurer la protection des services existants.