Re: French space surveillance radar

From: Allen Thomson (thomsona_at_flash.net)
Date: 11/05/04 

Date: 5 Nov 2004 15:28:49 -0800

>
> You're thinking of two other ONERA projects, RIAS and NOSTRADAMUS.

Which reminds me of this:

http://www.sat-net.com/listserver/sat-space-news/msg00166.html

from: owner-sat-space-news@tags1.dn.net
Date: Sun, 02 Aug 1998 21:59:50 +0200

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Space News InNet numero 212 dimanche 2 aout 1998

[much snip]

LES RADARS SECRETS DE L'ONERA
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L'office de recherche francais devoile ses nouveaux radars. Il s agit
notamment d'un radar transhorizon, d'un autre assurant la surveillance de
l'espace ou encore permettant de voir les avons "invisibles".

Depuis plusieurs annees deja l'Onera, Office national d'etudes et de
recherches aerospatiales, a entame l'etude de nouveaux concepts de radars
et conduit d'importants travaux sur la furtivite. Si certains systemes
comme le premier radar basse frequence a impulsion et antenne synthetique
(RIAAS) ont fait l'objet d'un transfert industriel, vers Thomson Airsys,
d'autres beneficient depuis quelques mois d'une indiscutable montee en
puissance du rythme de leur developpement. C'est le cas du radar
transhorizon "Nostradamus", du radar de surveillance de l'espace "Graves"
et un concept original permettant de dejouer la furtivite.

On peut a ce titre considerer que 1998 sera l'annee de consecration du
vaste et ambitieux programme de radar transhorizon Nostradamus. Tout en
effet est maintenant pret pour que debute a la fin de l'annee la phase
d'experimentation globale de ce systeme capable de detecter des cibles
situees entre 700 et 2.000 km de distance. Quant au calendrier de la suite
des operations, il dependra bien sur des resultats obtenus a l'occasion des
essais, mais egalement de son eventuelle industrialisation par Thomson
Airsys. L'industriel, en effet, s'interesse de plus en plus a Nostradamus
et le transfert de ce programme vers lui aboutirait a en accelerer la
realisation. Deja le developpement exploratoire sur la base d'une etude de
definition du LETTI associait Thomson-CSF au programme.

Le concept du radar a retrodiffusion par onde de ciel West pas original en
lui-meme. Il a en effet deja fait l'objet d'applications operationnelles,
notamment aux Etats-Unis, en Russie et en Australie. En revanche, ce qui
s'affirme d'une grande originalite, c'est le choix effectue en faveur d'une
solution faisant appel a un reseau monostatique avec architecture
surfacique a trois bras, a la place des longues antennes s'etirant sur des
kilometres.

Nostradamus (NOuveau Systeme TRAnshorizon Decametrique Appliquant les
Methodes Utilisees en Studio) est un radar monostatique, c'est-a-dire avec
des antennes d'emission et de reception colocalisees fonctionnant dans la
bande HF (haute frequence, longueur "onde decametrique), architecture
autour d'une etoile a trois branches de 400 m de long espace angulairement
de 120 deg. Chaque bras comporte une centaine d'antennes en forme de
diabolo de 7 ni de haut et de 6 ni de diametre. Un tiers d'entre elles sont
bifonction (emetteur-recepteur), avec leur electronique associee installee
dans trois tunnels de 80 ni de Ion tandis que les autres assurent
uniquement la reception.

Radar en etoile

Grace a ce dispositif triangulaire en etoile, le radar a pour autre
particularite d'etre omnidirectionnel sur 360 deg. Et grace au pilotage des
phases de chaque antenne, l'inclinaison du faisceau peut etre orientee a
volonte afin d'etre pointee vers la zone ionospherique favorable a sa
propagation de detection. Ce systeme permet ainsi de localiser les cibles
avec une precision nettement superieure a celle accessible aux radars
transhorizons classiques a reseau lineaire. Ces derniers sont en effet
limites a environ 60 deg d'ouverture et leur faisceau est fixe en site.

On precise par ailleurs a l'Onera qu'outre ses fonctions classiques de
detection a longue distance Nostradamus, implante sur une ancienne base de
l'Otan entre Dreux et Senonche, pourrait egalement etre utilise afin de
caracteriser l'etat de l'ionosphere et d'elaborer des modeles de
propagation des signaux transitant (ou se reflechissant) dans cette zone de
l'espace.

Toujours dans le domaine de la detection a longue distance, le programme
radar Graves de surveillance de l'espace (Grand Reseau Adapte a la VEMe
Spatiale) va entrer dans une toute nouvelle phase de son developpement.
Celle-ci associe dorenavant l'Allemagne (F-GAN) a travers le couplage d'un
radar capable d'effectuer de l'imagerie satellitaire avec pouvoir de
resolution de 25 cm a 1.000 km de distance. Les premiers essais de cet
ensemble integre se derouleront fin 1998 et devraient amener a valider un
concept de surveillance ou le reseau Graves scrute l'espace et apres
detection d'un objet adresse ce dernier au module d'imagerie allemand pour
identification.

Developpe sur financement de la Direction des missiles et de l'espace de la
Delegation generale pour l'armement, le reseau Graves s'appuie sur une
architecture radar bistatique a balayage electronique. Les premiers essais
du systeme prevu pour etre operationnel au debut des annees 2000 se
derouleront a la fin de cette annee et permettront d'evaluer les capacites
de detection et localisation d'objets spatiaux a partir d'un signal emis
d'un site implante a Broyes-les-Pesnes dans la region de Dijon, et dont la
reception s'effectuera sur une station du plateau d'Albion.

Destine a detecter en moins de 24 heures les satellites d'orbite circulaire
dont l'altitude sera comprise entre 250 km et 1.000 km, le reseau Graves
est concu, precise-t-on a l'Onera, autour d'un certain nombre de compromis,
Positionne en France metropolitaine, il verra par exemple ses capacites de
detection limitees vis-a-vis d'objets gravitant sur des orbites faiblement
inclinees sur l'equateur. Mais l'on fait observer que ces dernieres sont
assez peu utilisees et que dans tous les cas le radar Graves sera en mesure
de poursuivre 60 % des satellites. A titre indicatif une portee en altitude
de 2000 kilometres aurait permis d'elargir a 85 % le potentiel de detection
du reseau Graves, mais un tel choix aurait conduit a l'installation
d'emetteurs seize fois plus puissants.

Traque des satellites

Graves en revanche aura une tres grande promptitude de detection. La
determination d'orbite s'effectuera des le premier passage du satellite.
Quant a la zone de surveillance, elle aura la forme d'une couronne conique
dont le site sera compris entre 10 deg et 30 deg, et sera couverte par un
ensemble de huit faisceaux de 20 deg d'ouverture en site et 8 deg en
gisement. Chaque faisceau balaye de facon continue a une vitesse
parfaitement ajustee un secteur de 45 deg en azimut.

S'agissant du reseau de reception, il est constitue d'une couronne sur
laquelle sont implantees 200 antennes elementaires. Omnidirectionnelles en
gisement, chacune de ces antennes peut assurer un recueil de signal en site
de 10 a 50 degres. Les satellites ne pouvant en fait etre differencies que
par leur position angulaire, leur vitesse radiale et plus particulierement
leur acceleration, le radar Graves, precise-t-on a la direction de
programme, necessitera de colossaux moyens de calcul pour traiter
l'important volume d'informations que necessite la surveillance spatiale.

Un autre axe de recherche privilegie par les chercheurs de l'Onera concerne
les radars SAR (Radars a ouverture de synthese) qui permettent d'obtenir
des images aussi precises que de la video. Toutefois dans l'immediat la
maitrise de ce nouveau concept se heurte encore a des difficultes que les
chercheurs estiment pouvoir resoudre dans un avenir qui ne pourra etre
inferieur a 2 ou 3 ans. Typiquement l'imagerie SAR est bidimensionnelle.
Mais en faisant voler deux antennes superposees avec une base
interferometrique connue on parvient, par analyses de la phase
differentielle entre antennes, a reconstituer la troisieme dimension.

Pour cela, un nouveau moyen d'etudes, la station aeroportee "Ramses" (RAdar
Multispectral d'Etudes des Signatures), est utilise. Installe a bord
d'unTransall C-160, H disposait jusqu'a ces derniers temps de sept tetes
radar allant de la bande L (1,6 GHz) a W (95 Ghz). Une huitieme se trouve
actuellement en cours d'installation et concerne la bande basse frequence
(400 Mhz). L'objectif des travaux conduits sur cette bande vise a evaluer
l'aptitude des systemes radar SAR travaillant sur les longueurs d'ondes
correspondantes a penetrer les feuillages epais et effectuer de
l'observation et de la detection souterraine.

Ramses peut egalement etre installe au sol. Dans ce cas ce n'est plus la
plate-forme embarquant le radar qui bouge, mais les avions ou les
satellites evoluant dans l'espace qui se deplacent devant le radar. Ce
concept dit "d'imagerie inverse" permet d'obtenir des images a haute
resolution de mobiles aeriens.

Radars antifurtivite sur la television

Depuis plusieurs annees l'Onera poursuit des etudes sur un concept
"exotique" de detection appele programme DARC utilisant la porteuse image
du signal de television comme moyen de surveillance de l'espace aerien. Ce
procede multistatique presente l'avantage d'une tres grande discretion et
d'une vulnerabilite nulle. En effet, les emetteurs et reemetteurs de TDF
font office d'emetteurs pour le radar alors que chaque recepteur de
television, muni d'un boitier specifique, peut devenir un centre de
controle de detection de defense aerienne.

Ce concept fait l'objet d'un aussi discret que serieux engouement avec la
perspective de voir se developper en France la diffusion d'images TV en
numerique hertzien. D'ou les travaux conduits par l'office de recherche
francais en partenariat avec Thomson CSF sur les nouvelles possibilites
resultant de l'exploitation des derniers procedes de cryptage de la
television numerique. Ils ont mis en evidence la parfaite adaptation de
certains codes de signal au traitement de l'antifurtivite. Un nouveau champ
d'application qui ne laisse pas les militaires indifferents.

Serge Brosselin