mission CO2M – Suite

La mission CO2M

Les activités d'ACRI sur cette mission

Nous vous avons récemment présenté Laurent Blanot, chef de projet chez ACRI-ST dans le cadre d’un reportage sur la mission CO2M*, puis nous vous avons, toujours avec l’aide de Laurent Blanot, fait une présentation de ce programme oh combien ! important pour notre avenir, et notre survie… Troisième partie de ce reportage, Laurent Blanot nous explique les activités d’ACRI sur cette mission :

L.B. : « ACRI-ST travaille sur la préparation de la mission CO2M depuis 2018. Nous avons tout d'abord participé à la phase A/B1 de la mission : cette phase correspond à une étude de faisabilité de la mission basé sur une version encore non-consolidée du design des instruments.  Une version préliminaire d'un simulateur bout à bout (en anglais « End to End Simulator (E2ES) »)  de performance de restitution du CO2 (voir détails plus bas) a été mis en place avec la participation d’ACRI-ST.

En 2019 nous avons répondu au sein du consortium constitué de TAS, OHB et d'autres entreprises, à l'appel d'offre de l'ESA pour la phase B2/C/D de la mission. Cette phase désigne les étapes de fabrication du satellite et de ses instruments. Elle se termine par le lancement du satellite sur son orbite. Nous étions en concurrence avec un autre consortium proposant une solution instrumentale différente.

Notre consortium a remporté l'appel d'offre et nous travaillons donc sur cette phase B2/C/D du projet depuis mi-2020.

L'organisation du projet se présente comme suit : ESA et l’Union européenne (les maîtres d’ouvrage) –> OHB (le maître d’œuvre et constructeur de la plateforme)  –> Thales Alenia Space à Cannes et d’autres entreprises dont ACRI-ST qui sont entre autre, impliqués dans la fabrication des instruments et de l’outil de simulation de la mission.

L'équipe d'ACRI-ST impliquée sur le projet comporte une dizaine de personnes répartis sur les différents sites de l'entreprise (Sophia-Antipolis, Paris, Toulouse et Grasse).

Durant cette phase B2/C/D (s'étalant jusqu'au lancement du satellite), le design instrumental est consolidé. En parallèle, ACRI-ST travaille au sein du consortium sur la mise en place du simulateur bout à bout (E2ES) de performance dont l'objectif principal est d'établir les performances précises de la mission en termes de capacité de restitution du CO2.

Ce simulateur E2ES consiste en une suite de logiciels intégrant différents modules s'enchainant les uns après les autres :

– un module de simulation de la scène qui est observée par l'instrument : il s'agit de générer des spectres de lumière dits 'de référence', dont la forme dépend de la donnée géophysique dite 'de référence' (e.g concentrations en CO2 dans l'atmosphère) spécifiée en entrée du module par l'utilisateur. Ces spectres correspondent à la lumière telle qu'elle arrive "en entrée" de l'instrument.

– un module de simulation du passage de la lumière à l'intérieur de l'instrument afin d'obtenir le signal tel qu'il est envoyé en sortie de l'instrument sous forme de données numériques vers les antennes de réception terrestre. Cela fait intervenir un model numérique complet de l'instrument.

– une chaine de traitement sol dite "de niveau 1" permettant de retrouver, à partir des données reçues au sol par les antennes, une estimation des spectres de lumières tels qu'ils étaient en entrée de l'instrument.

– une chaine de traitement sol dite "de niveau 2" permettant de retrouver, à partir des données de niveau 1 (i.e. spectres de lumières estimés par le module précédent), une estimation de la donnée géophysique de la scène observée/simulée (par exemple pour l'instrument principal "CO2i" la concentration de CO2 dans l'atmosphère. Les algorithmes de niveau 2 sont basés sur le fait que la forme des spectres dépend de la donnée géophysique de la scène observée. Par exemple une forte concentration en CO2 donnera des spectres avec de fortes raies d'absorption du CO2 situées à des longueurs d'onde spécifiques et parfaitement connues).

– un module de comparaison entre les données de références et les données estimées. On peut comparer soit les spectres, soit la données géophysique. Cette comparaison établi le bilan de performance de la mission (plus la différence entre la donnée de référence et la donnée estimée est petite, meilleure la performance mission est).

Ces 5 modules sont développés pour chacun des 3 instruments.

ACRI-ST est responsable du développement logiciel de plusieurs de ces modules : simulateur de scène (version simplifiée) pour les 3 instruments, chaine de traitement sol de niveau 1 pour les 3 instruments, chaine de traitement sol de niveau 2 pour deux des trois instruments, bilan de performance de niveau 2 pour les 3 instruments (i.e. sur la donnée géophysique).

Au sein de ce projet, l'équipe ACRI-ST est réparti en deux équipes :

– Une équipe "scientifique", dont les membres ont une bonne compréhension des instruments et de la physique (instrumentale et atmosphérique) nécessaire pour établir ou comprendre la spécification des algorithmes de ces modules.  L'équipe scientifique est essentiellement basée sur le site de Paris.

– Une équipe "développeurs" dont les membres sont spécialisés dans la l'implémentation de logiciels. Pour implémenter les modules du E2ES, les développeurs se basent sur un document de spécification détaillée écrit par l'équipe "scientifique".  Pour établir cette spécification détaillée l'équipe scientifique s'appuie elle-même sur un document de spécification de plus haut niveau fourni soit par les équipes instruments du consortium (i.e. TAS, TAS-UK, OIP, VITO) pour les algorithmes de niveau 1, soit par des laboratoires scientifiques (SRON, RAL, KNMI) pour les algorithmes de niveau 2.

En fonctions des résultats de performance obtenus avec le simulateur E2ES, le consortium pourra être amené à faire des modifications 'matérielle' (i.e. dans les instruments) ou 'logiciel' (logiciels embarqués dans l'instrument ou logiciels de chaine de traitement sol) afin d'atteindre les exigences de performances attendues pour la mission. Ces exigences sont particulièrement élevées en termes de précision attendue sur la restitution du CO2.

Des réunions régulières entre ACRI et son client (TAS) ont lieu pour assurer le suivi d'avancement du projet.