Les ingénieurs de l'UNSW Sydney développent une nouvelle technologie satellitaire qui peut être utilisée pour déterminer l'état des mers ainsi qu'un certain nombre d'autres applications utiles.

Des informations en temps réel sur les mers sauvages et les conditions océaniques défavorables pourraient être utilisées pour rendre la navigation plus sûre et efficace grâce à la technologie radar passive développée par les ingénieurs de l'UNSW Sydney.

Et la technologie a également suscité l'intérêt de la Force de défense australienne en raison de sa capacité à « voir » à travers la couverture nuageuse et arborée tout en maintenant le silence radio.

Le professeur Andrew Dempster de l'École d'ingénierie électrique et de télécommunications de l'UNSW a développé et testé un nouveau type de récepteur qui recherche les signaux de navigation par satellite renvoyés par la surface de la Terre dans un processus appelé réflectométrie.

Rebondir

Comme il l'explique, la réflectométrie examine les signaux GPS qui proviennent directement des satellites ainsi que d'où, et sous quel angle, les signaux rebondissent sur la surface de la terre. Lui et ses collègues ont construit quatre générations de récepteurs conçus pour rechercher ces signaux GPS renvoyés par les satellites au-dessus.

"Cette dernière génération de nos récepteurs GPS que nous avons mise dans l'espace à bord des CubeSats, " Le professeur Dempster dit, qui est également directeur du Centre australien de recherche en ingénierie spatiale.

Les CubeSats sont des satellites miniaturisés utilisés dans la recherche spatiale qui représentent une fraction du coût de lancement et de maintenance en raison de leurs petites proportions. Le satellite UNSW-EC0 mesurait 10 cm x 10 cm x 20 cm et environ 2 kg. Un CubeSat équipé de "Namuru" ou "Kea" - deux des récepteurs testés jusqu'à présent - est capable de fournir une analyse en direct des conditions océaniques, ou "état de la mer, " en enregistrant les signaux GPS rebondis à la surface de la mer.

Comment ça fonctionne

"Ce que nous faisons, c'est mesurer le délai entre le satellite et la surface et le retour au récepteur sur le satellite, " Dit le professeur Dempster. " Parce qu'il y a de multiples facettes sur les vagues de l'océan qu'il peut refléter, cela signifie que nous obtenons une réponse plus large dans ce délai à partir des différents angles où les signaux sont réfléchis. Plus la mer est agitée, plus la réponse est large. Nous mesurons également le décalage de fréquence Doppler dans ces signaux réfléchis."

A partir de ces informations, quelqu'un qui regarde les informations enregistrées par le récepteur peut en déduire les hauteurs de vagues, direction des vagues, longueur d'onde (distance entre les ondes), vitesse et direction du vent.

Qui peut en bénéficier

"Il y a beaucoup d'applications intéressantes de ces données, " dit le professeur Dempster. " Nous discutons avec [la société de gestion maritime et maritime] Lloyd's Register à ce sujet, tandis que d'autres parties intéressées seraient les grandes compagnies maritimes, océanographes, et les personnes travaillant avec la production d'énergie houlomotrice.

"À titre d'exemple de la façon dont cela pourrait être utile, les compagnies gazières ravitaillent souvent leurs gros pétroliers en mer, ce qui signifie que la sécurité peut être compromise par les conditions météorologiques. Donc si vous pouvez faire le plein de votre navire pendant une demi-heure supplémentaire parce que vous avez une meilleure connaissance des changements d'état de la mer, alors vous pouvez commencer à évaluer ce que ce gain de temps signifie pour votre entreprise."

Angle de défense

En plus des conditions de mer, l'appareil peut également capter des navires dans la zone car le signal GPS rebondit sur un navire d'une manière différente, dit le professeur Dempster. « C'est une des raisons pour lesquelles l'ADF s'y intéresse.

"Il y a cinq ans, nous avons emporté l'un de ces récepteurs dans un avion et l'avons survolé une forêt, enregistré le signal brut et l'avons reproduit sur notre nouvel instrument. Pendant que nous survolions la forêt, nous avons pu choisir un pylône électrique qui serait autrement caché à la vue. Cela montre que les infrastructures qui restent cachées même dans les images satellites peuvent désormais être détectées.

"Et le fait qu'il s'agisse d'un récepteur signifie qu'il fonctionne en silence radio, en d'autres termes, cela ne révèle pas votre position, ce qui est une autre raison pour laquelle la Défense s'y intéresse.

Le ciel est la limite

Le récepteur pourrait également être utilisé à bon escient en l'intégrant à un RPAS - système aérien télépiloté - où il pourrait être utilisé potentiellement pour cartographier les inondations. Ensuite, il y a les systèmes persistants à haute altitude - HAPS - qui volent de manière autonome à deux fois l'altitude des avions ordinaires et sont alimentés par l'énergie solaire, qui peut voler pendant des mois.

"Airbus en fait un, et étant à une si haute altitude, il n'est pas soumis aux mêmes conditions météorologiques qui pourraient rendre dangereux le vol aux altitudes régulières lors de conditions météorologiques défavorables, " dit le professeur Dempster.

"Avec une constellation de CubeSats moins chers passant au-dessus en orbite, vous pourriez avoir un récepteur radar passif sur ceux-ci qui peut voir à travers la couverture nuageuse et voir à travers la fumée, ce qui pourrait être très utile pour avoir une vue d'ensemble de l'étendue des inondations ou des feux de brousse.

Le professeur Dempster dit que dans les mois à venir, lui et son équipe continueront à rationaliser la dernière génération de récepteurs Kea.

"Notre nouvel instrument utilise deux Keas, l'un lève les yeux, donner la position comme un récepteur normal, et un regardant vers le bas, pour regarder les signaux réfléchis.

« Actuellement, nous cherchons à conserver l'architecture à deux récepteurs pour l'instrument, mais à moyen terme, nous aimerions développer une solution à carte unique qui effectue tout le travail GNSS (Global Navigation Satellite System) et intègre l'ordinateur de contrôle, fonctions de stockage de données et de communication."