5 Avril 2016

Nacelle charge utile

L’objectif principal de la nacelle scientifique Pilot est de porter et de permettre les opérations de l’instrument scientifique Pilot. Les principaux composants de l’instrument sont le photomètre, incluant le cryostat et les détecteurs, ainsi que l’électronique froide utilisée pour le conditionnement du signal.

La nacelle scientifique PILOT est constituée des sous-ensembles suivants :

La Nacelle PILOT

La structure d'accueil de la charge utile est basée sur le concept de nacelle générique Carmen (nacelle avec possibilité de pointages), développée par le CNES pour les vols scientifiques avec des charges utiles lourdes, sous ballons stratosphériques. Cette nacelle permet un pointage précis de la charge utile à la fois en azimut et en élévation.

La nacelle est dotée d'un pivot 3 tonnes qui permet son orientation en azimut. Sur la version Pilot de la nacelle, la charge utile pointée peut tourner autour d'un axe horizontal (pour les changements d'élévation) à l'intérieur des murs de la nacelle. Cette charge pointée est constituée de l'instrument PILOT surmonté du senseur stellaire ESTADIUS. Elle pèse environ 528 kg, dont environ 500 kg pour le photomètre qui est le cœur de l'instrument. 

La masse de cette structure complète est de 306 kg. Tous les équipements nécessaires au le vol sont installés dans la nacelle, soit sur la plaque Instrument, soit directement dans les cavités des murs. La masse actuelle totale de la nacelle scientifique Pilot (structure + charge utile) est de 1058 kg.

Cette structure est protégée thermiquement par une housse. Elle dispose de 4 crash-pads (amortisseurs cartonnés) en-dessous et de 6 sur les côtés afin de limiter les chocs sur la nacelle et la charge utile lors de l'atterrissage.

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Nacelle Pilot

Modules bord et sol (CNES) : PASTIS

Ce sous-système a été développé par le CNES et est opéré sous sa responsabilité. PASTIS est le module utilisé pour commander et suivre la charge utile à partir du sol. Les interfaces misent en œuvre, dans le cadre de la charge utile CARMEN, sont le lien Ethernet et 1 ordre discret utilisé pour effectuer une réinitialisation du module de distribution d'énergie du C&C.

Commande & contrôle nacelles pointées (CNES)

Ce sous-système a été développé par le CNES et est opéré sous sa responsabilité. Il est constitué, pour la partie bord, d'un module principal, le calculateur de bord, interconnecté à un ensemble d'équipements électroniques et électromécaniques. Il réalise principalement le pointage d'attitude d'ESTADIUS et la distribution en énergie du C&C, d'ESTADIUS et des charges utiles scientifiques. Il dispose d'une supervision au sol utilisée pour commander et observer la partie bord (nacelle et chage utile). Il communique par lien Ethernet, via les modules bord-sol mis à disposition par le système NOSYCA. Il utilise un ordre discret du module PASTIS situé à bord pour effectuer un reset du module de distribution de l'énergie et remettre en mode opérationnel l'ensemble du système de commande & contrôle à cas d'avarie. Il permet aussi le suivi de l'état thermique du matériel installé sur la nacelle, en allumant et éteignant le chauffage ou en changeant l'azimut de la nacelle selon l'état et la sensibilité de chaque équipement placé à bord.

Module électronique Pilot (CNES)

Ce sous-système a été développé par le CNES et est opéré sous sa responsabilité. Il est constitué pour la composante bord d'un calculateur et pour la composante sol d'un équipement de support sol électrique (EGSE). La communication s'effectue à travers les modules PASTIS sol et bord.

Senseur stellaire diurne ESTADIUS (CNES)

Le senseur stellaire ESTADIUS (Estimateur STellaire d'Attitude DIUrne Stratosphérique) fait partie de la charge utile pointée installée juste au-dessus de l'instrument Pilot. Il est co-aligné avec la direction de visée de l'instrument pour les rayons lumineux dans la longueur d'onde submillimétrique.Le senseur stellaire ESTADIUS s'assure que la direction de visée de l'instrument est connue précisément aussi bien de jour que de nuit. La composante bord est constituée d'un calculateur, d'une caméra équipée d'un baffle de protection contre la lumière parasite, et d'un gyromètre à fibre optique IMU90. La communication entre le sol et la composante bord d'ESTADIUS se fait à travers les modules NOSYCA et PASTIS. Ce sous-système a été développé par le CNES et est opéré sous sa responsabilité.

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Face avant du senseur ESTADIUS
© CNES