Foire aux questions – Mission de la Constellation RADARSAT

La mission de la Constellation RADARSAT (MCR) est une évolution du programme RADARSAT. Elle a comme objectif d'assurer la continuité des données. Elle compte trois satellites identiques d'observation de la Terre comportant un radar à synthèse d'ouverture (en bande C).

La constellation de trois satellites permet tous les jours d'observer un point sur 90 % de la surface du globe (à part autour du pôle Sud), fournit un accès quotidien (en moyenne) au vaste territoire canadien, y compris les océans et les côtes, et à l'Arctique jusqu'à quatre fois par jour.

Le lancement des satellites a eu lieu le 12 juin 2019.

Les trois satellites de la mission de la MCR ont été jugés opérationnels le 14 novembre 2019, moment à partir duquel l'acquisition de données a débuté. Une certaine partie des données est accessible dans le Système de gestion des données d'observation de la Terre (SGDOT). Ce système conçu et subventionné par Ressources naturelles Canada permet à l'industrie canadienne et à celle d'autres pays ainsi qu'à la population générale d'avoir accès à des données d'observation de la Terre fiables.

Les données de la MCR sont utilisées dans divers domaines, comme les suivants : surveillance maritime, suivi des écosystèmes, agriculture, surveillance des changements climatiques, interventions d'urgence en cas de catastrophes. Pour en savoir plus à propos de la MCR.

Comme la MCR compte trois satellites plutôt qu'un seul comme pour RADARSAT-2 et que ceux-ci orbitent en constellation (en formation), elle permet tous les jours d'observer un point sur 90 % de la surface du globe (à part autour du pôle Sud), fournit un accès quotidien (en moyenne) au vaste territoire canadien, y compris les océans et les côtes, et à l'Arctique jusqu'à quatre fois par jour. Cela rend possible la création d'images composites qui mettent en évidence les changements au fil du temps, ce qui est particulièrement utile pour surveiller les changements climatiques, l'évolution de l'utilisation des terres et même les effets des activités humaines sur l'environnement.

Contrairement à RADARSAT-2, la MCR est aussi dotée d'un récepteur du système d'identification automatique des navires qui est utilisé seul ou avec le radar, ce qui permet de mieux détecter et suivre les navires d'intérêt.

Comparaison entre les caractéristiques techniques de RADARSAT-1, RADARSAT-2 et la MCR.

RADARSAT-2 est toujours opérationnel, mais il lui faut un successeur pour répondre aux besoins sans cesse croissants liés notamment à l'analyse des mégadonnées et au recours grandissant à l'intelligence artificielle. La MCR est la suite du programme RADARSAT et assure la disponibilité continue des données aux utilisateurs.

MDA a été le principal entrepreneur chargé de la conception, de la construction et des essais des satellites, ce qui a eu lieu principalement dans ses installations de Sainte-Anne-de-Bellevue, au Québec. L'entreprise Magellan, à Winnipeg, a construit la plateforme (la structure) des trois satellites. Au plus fort du projet, environ 300 personnes travaillaient à la construction de la MCR dans une cinquantaine d'entreprises canadiennes. Au total, 125 fournisseurs dans sept provinces canadiennes ont joué un rôle dans le projet.

Apprenez comment on met les satellites à l'essai dans cette séance « Demandez l'avis d'un expert » sur Facebook (séance de discussion virtuelle bilingue).

La plateforme (la structure) de chaque satellite mesure 3,6 m de hauteur, soit environ deux fois la taille moyenne d'un homme, 1,1 m de largeur et 1,7 m de profondeur. La largeur de l'antenne est de 6,98 m. Au lancement, chaque satellite pèse 1430 kg (environ le poids d'un rhinocéros noir). En comparaison, RADARSAT-2 pèse 2200 kg.

La planification des missions et l'exploitation de la MCR se font à l'Agence spatiale canadienne (ASC) en collaboration avec des partenaires de l'industrie. Pour ce faire, on a construit un centre de contrôle des satellites ultramoderne à l'ASC, à Longueuil, et un centre de contrôle auxiliaire à Ottawa.

Par ailleurs, le ministère de la Défense, dans le cadre du projet Polar Epsilon 2, dispose des installations nécessaires pour commander, recevoir et traiter des données.

Le Centre canadien de cartographie et d'observation de la Terre, une division de Ressources naturelles Canada, exploite le réseau de stations terrestres canadiennes d'où sont transmises les commandes de poursuite des satellites et de réception des données. Il est aussi responsable de la gestion des archives de données RSO et de l'accès aux données dans le SGDOT.

Services partagés Canada est responsable des infrastructures de communications entre les différents sous-systèmes de la composante terrestre et des serveurs où sont stockées les archives de données de la MCR et le SGDOT.

Plus de détails sur les stations terrestres :

• des stations à Prince Albert, en Saskatchewan, à Inuvik, dans les Territoires du Nord-Ouest, et à Gatineau, au Québec, pour la commande et la télémétrie en bande S ainsi que la réception de données en bande X;
• des stations de réception de données en bande X à Aldergrove, en Colombie-Britannique, et à Masstown, en Nouvelle-Écosse;
• un terminal nordique (station de Kiruna de la Swedish Space Corporation) utilisé principalement pendant la phase de lancement et de début de vol ainsi que pour des commandes rapides.

Apprenez comment la MCR est commandée dans cette séance « Demandez l'avis d'un expert » sur Facebook (séance de discussion virtuelle bilingue).

Chaque satellite de la MCR a une durée de vie utile prévue de sept ans.

Les trois satellites suivent la même orbite à une distance égale d'environ 14 600 km, parcourue en 32 minutes.

Les satellites de la MCR orbitent autour de la Terre à une altitude de 600 km et à une vitesse de 27 200 km/h. Il leur faut 96 minutes pour faire le tour de la planète. Chaque satellite suit une orbite très précise, à l'intérieur d'un « tube orbital » de 100 m de diamètre.

Il est prévu que le gouvernement du Canada utilisera environ 250 000 images de la MCR chaque année, soit 50 fois plus que les générations précédentes de RADARSAT.

Contrairement aux capteurs optiques, qui détectent l'énergie réfléchie ou retransmise naturellement (ondes lumineuses, rayons ultraviolets et infrarouges) par la surface terrestre, les radars sont des capteurs actifs qui doivent fournir leur propre l'énergie pour générer des images. Voilà pourquoi les satellites radar peuvent produire des images de la Terre en tout temps, sans égard à l'heure du jour ou la saison. Il leur faut toutefois une assez grande quantité d'énergie pour bien faire ressortir les éléments ciblés. Les satellites radar peuvent donc produire des images uniquement sur demande, non pas de façon continue, et pas plus de 15 minutes par révolution (une révolution autour de la Terre prend 96 minutes).

Le délai de réobservation de chaque satellite est de 12 jours. Autrement dit, chaque satellite survole un point donné tous les 12 jours. Toutefois, comme il s'agit d'une constellation, il est possible de réobserver un même point tous les quatre jours, c'est-à-dire qu'un des trois satellites survole un point donné tous les quatre jours. En comparaison, le délai de réobservation de RADARSAT-2 est de 24 jours exactement (un satellite par rapport à trois satellites pour la MCR). Le délai était aussi de 24 jours pour RADARSAT-1.

Le système est conçu pour convenir à une mission de collecte de données à moyenne résolution principalement destinée au suivi régulier de vastes zones géographiques. Il donne une vue d'ensemble de la masse terrestre du Canada et des eaux à proximité. Le système fonctionne aussi à haute résolution, mode particulièrement adapté à la gestion des catastrophes.

Pour en savoir plus sur les modes d'acquisition et les caractéristiques de la MCR.

Le temps de traitement, de l'acquisition à la transmission des données, dépend du domaine d'application et des besoins de l'utilisateur. Il peut aller de 10 à 30 minutes pour les demandes en temps quasi réel jusqu'à 24 heures pour les demandes ordinaires.

Par exemple :

• Détection des navires dans les eaux canadiennes et limitrophes dans la zone couverte par les stations terrestres canadiennes : 10 min
• Autres applications de surveillance maritime : 30 min
• Gestion des catastrophes à l'étranger et au Canada : 2 h
• Surveillance des écosystèmes : 24 h

• Multipolarisation : En plus de tous les modes de polarisation de RADARSAT-2, la MCR dispose d'un mode de polarimétrie compacte (avec polarisation circulaire pour l'émission). Ces modes permettent à la fois l'acquisition d'images sur fauchée large et des capacités améliorées de classification polarimétrique.
• Plusieurs modes d'acquisition : Les modes d'acquisition des satellites sont variés – de modes « spotlight » à haute résolution (de 1 m × 3 m), pour produire des images de petites zones, aux modes sur fauchée large (fauchées jusqu'à 500 km de largeur), pour surveiller de grandes surfaces des océans et des terres. Par exemple, en mode de détection des navires, où la largeur de fauchée est de 350 km, les satellites de la MCR peuvent détecter des navires de 25 m dans les eaux canadiennes jusqu'à 2000 km des côtes, tous les jours.
• Système d'identification automatique (SIA) : Les satellites de la MCR sont équipés d'un récepteur de SIA, qui est utilisé seul ou avec le radar et qui permettra d'améliorer la détection et la surveillance des navires d'intérêt.
• Détection cohérente des changements (CCD) : À l'aide d'une méthode de mesure appelée interférométrie, on peut détecter des changements entre les images de l'ordre du centimètre. Il est donc possible de détecter d'infimes mouvements, comme un affaissement du sol ou, plus généralement, des changements dans l'utilisation des terres.
• Applications particulières : surveillance des risques géologiques et des infrastructures (comme les pipelines et les voies ferrées); suivi du mouvement des glaces.
• Soutien à la CCD : meilleur contrôle d'orbite (maintien dans le tube orbital), meilleure commande d'attitude, techniques spéciales d'imagerie.

Les satellites de la MCR ont été envoyés dans l'espace le 12 juin 2019 à bord du lanceur Falcon 9 depuis la base aérienne Vandenberg, en Californie.

La MCR permet de mettre au point des produits de données qui sont utiles pour les Canadiens de diverses façons, dont voici quelques exemples.

Il est possible de surveiller plus souvent les glaces avec la MCR et, par conséquent, de cartographier avec précision celles des océans canadiens et des Grands Lacs pour faciliter la navigation et le transport maritime commercial, essentiels à notre économie et à notre vie de tous les jours.

De même, on se sert des données radar pour surveiller les changements subis par le pergélisol et les mouvements du sol pour aider les villes et villages nordiques à planifier les infrastructures municipales. Ces renseignements permettent aux décideurs de déterminer les endroits sûrs pour construire des bâtiments et planifier, exploiter et entretenir les pistes des aéroports.

La MCR sert également à surveiller l'intégrité des infrastructures cruciales, comme les autoroutes, les ponts d'étagement et les ponts, afin d'assurer la sécurité des Canadiens.

Avec les images de RADARSAT-2 et d'autres satellites, Ressources naturelles Canada a produit des cartes utiles aux interventions d'urgence de Sécurité publique Canada lors des graves inondations au Québec, en Ontario et au Nouveau-Brunswick au printemps 2019. Ce sera aussi possible avec les images de la MCR, mais avec des intervalles de survol plus courts.

Les radars sont des instruments puissants parce qu'ils peuvent « voir » à travers les nuages, le brouillard et la fumée ainsi que cartographier les cicatrices laissées par les feux de forêt. Ils peuvent aussi détecter les changements dans les caractéristiques structurelles des écosystèmes forestiers qui surviennent en raison des feux de forêt.

Les agriculteurs peuvent se servir des données de la MCR pour obtenir les meilleures récoltes possible et fournir aux Canadiens des produits de meilleure qualité.

• La MCR dresse un portrait des caractéristiques des cultures sur des milliers de kilomètres carrés, quelles que soient les conditions météorologiques.
• Les données sont fort utiles pour mesurer l'humidité dans les quelques premiers centimètres du sol, évaluer la santé des sols et des cultures, et éviter le gaspillage d'engrais, de pesticides et d'eau.
• En d'autres mots, les données de haute précision collectées par les satellites de la MCR permettent aux agriculteurs de maximiser le rendement de leurs cultures tout en réduisant leur consommation d'énergie et l'utilisation de matières potentiellement polluantes.

Pour en savoir plus sur les nombreux avantages des satellites, consultez la page Les satellites au service de la Terre.

La MCR et ses données servent d'abord et avant tout à soutenir les services et à répondre aux besoins du gouvernement du Canada.

Des utilisateurs de l'extérieur du gouvernement du Canada ont accès à certains produits d'image de la MCR, sous réserve des exceptions relatives à la sécurité, à la protection des renseignements personnels et à la confidentialité. Le profil d'utilisateur (utilisateur public ou approuvé) définit le niveau d'accès aux produits d'image de la MCR.

L'utilisation de tout produit d'image de la MCR doit respecter le contrat de licence d'utilisation.

Pour avoir accès aux produits d'image de la MCR en tant qu'utilisateur public, il faut créer un compte dans le SGDOT.

Les utilisateurs qui souhaitent avoir un plus grand accès aux produits d'image que celui accordé généralement pourront demander de devenir des utilisateurs approuvés. Ils doivent faire l'objet d'une enquête de sécurité. Plus de détails à ce sujet sur la page Comment devenir utilisateur.

Les utilisateurs approuvés proviennent d'entités non fédérales, du secteur privé et du milieu universitaire.

Une fois l'enquête de sécurité menée avec succès, ils se voient accorder un profil d'utilisateur qui leur donne un accès accru aux produits d'image de la MCR archivés.

Tous les détails se trouvent sur la page Comment devenir utilisateur.

Les utilisateurs peuvent consulter le catalogue des produits d'image de la MCR dans le SGDOT. Le profil d'utilisateur (utilisateur public ou approuvé) détermine les produits d'image qu'ils peuvent voir ou télécharger.

Les utilisateurs peuvent aussi consulter les cartes de couverture normalisées de la MCR, publiées tous les trois mois. Elles montrent les produits d'image de la MCR accessibles du trimestre précédent.

Note : Les produits d'image montrés sur les cartes de couverture normalisées de la MCR ne sont pas tous accessibles au public. Les utilisateurs publics pourront télécharger uniquement les produits suivants : Terres du Canada – résolution de 16 m ou plus; Mers du monde – résolution de 100 m ou plus.

L'ASC coordonne la commande et la diffusion des données, alors que c'est le Centre canadien de cartographie et d'observation de la Terre (CCCOT), de Ressources naturelles Canada, qui fournit l'accès aux données. Le CCCOT est aussi responsable de l'archivage à long terme des données.

Oui. L'approche adoptée quant à la distribution des données de la MCR s'inscrit dans l'objectif de la Directive sur le gouvernement ouvert et suit les tendances mondiales en matière d'observation de la Terre. Elle permet aux utilisateurs d'accéder gratuitement aux produits d'image (sous réserve des restrictions en matière de sécurité énoncées dans les lois canadiennes).

Les données brutes du radar à synthèse d'ouverture de la MCR seront fournies sous forme de produits d'image dont le format permettra de les afficher avec des logiciels courants de traitement d'image. Ces produits d'image peuvent ensuite faire l'objet d'autres traitements pour créer des produits à valeur ajoutée et fournir des services d'information.

Oui. L'approche adoptée quant à la distribution des données de la MCR, qui s'inscrit dans l'objectif de la Directive sur le gouvernement ouvert et suit les tendances mondiales en matière d'observation de la Terre, vise à permettre à des utilisateurs canadiens et étrangers – dont du secteur privé, du gouvernement et du milieu universitaire – d'accéder gratuitement aux produits d'image (sous réserve des restrictions en matière de sécurité énoncées dans les lois canadiennes).

L'utilisation de tout produit d'image de la MCR doit respecter le contrat de licence d'utilisation.

Oui. Afin de maximiser les avantages socioéconomiques de l'investissement du gouvernement dans cette mission, les produits d'image de la MCR sont disponibles sans frais et le plus possible accessibles pour encourager la mise au point de produits et services novateurs dérivés des données RSO. L'utilisation de tout produit d'image de la MCR doit respecter le contrat de licence d'utilisation.

Les ministères fédéraux utilisateurs peuvent échanger des données et des images de la MCR selon les ententes conclues avec les partenaires avec lesquels ils collaborent.

À titre de membre fondateur de la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures », l'ASC fournit des images de RADARSAT-2 et de la MCR pour aider les secours dans leurs interventions d'urgence lorsqu'une catastrophe s'abat sur une région du monde.

Certains produits d'image de la MCR sont mis à la disposition de tous les utilisateurs, dont des pays étrangers, dans le SGDOT. Pour avoir accès à ces produits, il faut créer un compte dans le SGDOT.

Si les produits d'image proposés à tous les utilisateurs ne suffisent pas pour répondre aux besoins d'un utilisateur public, ce dernier pourra demander de devenir un utilisateur approuvé pour accroitre son accès. Les utilisateurs approuvés accèderont aux autres produits d'image aussi dans le SGDOT.

L'utilisation de tout produit d'image de la MCR doit respecter le contrat de licence d'utilisation.

L'ASC rend publiques des données scientifiques sur notre planète afin de permettre le développement d'applications qui profiteront aux Canadiens dans leur quotidien et d'approfondir les connaissances dans les domaines importants pour leur avenir. Par exemple, des images d'observation de la Terre autres que celles produites par la MCR et des données sur les sciences atmosphériques, la météorologie spatiale et l'exploration planétaire sont publiées à la page « Données ouvertes » du site Web de l'Agence et dans le portail du gouvernement ouvert.

D'autres agences spatiales comme la NASA et l'Agence spatiale européenne possèdent différents types de satellites d'observation de la Terre. D'autres pays comptent aussi des satellites radar, comme le Japon, l'Allemagne et l'Italie. Bien que ces satellites soient parfois utilisés ensemble dans un but commun, comme fournir des images pour soutenir les équipes de secours au titre de la Charte internationale « Espace et catastrophes majeures », chacun d'eux possède des caractéristiques particulières pour satisfaire aux besoins du pays auquel il appartient.

Chacun des satellites de la MCR fonctionne indépendamment des deux autres. Si l'un se brise, les autres continueront de fonctionner. Nous avons développé un plan d'urgence complet qui détaille différents scénarios possibles et leurs éventuelles solutions.

À l'automne 2023, le gouvernement du Canada a accordé des fonds à l'ASC pour la conception et la construction d'un satellite de remplacement de la MCR et pour la phase de définition d'un système RADARSAT de quatrième génération.

Il sera possible d'effectuer certaines réparations à l'aide de solutions logicielles. Les dommages physiques aux satellites ne pourront pas être réparés, mais les composants critiques possèdent un système redondant qui pourra être activé au besoin.

Le Canada s'est engagé à utiliser l'espace de façon durable et collabore avec d'autres puissances spatiales à la mise en place de normes et de lignes directrices visant la durabilité de l'espace, y compris l'élimination des satellites à la fin de leur vie utile. L'état et les réserves de carburant des satellites sont surveillés constamment pour s'assurer qu'ils fonctionnent comme prévu, mais aussi qu'ils pourront être désorbités en toute sécurité à la fin de la mission.

Le Système d'évaluation et d'atténuation des risques de collision (CRAMS) de l'ASC suit plus de 60 satellites canadiens et étrangers pour déterminer les risques d'approche et de collision, et proposer des solutions pour les atténuer. Trois employés de l'Agence soutiennent les activités liées à ce système et font des analyses de rentrée atmosphérique si nécessaire. Les objets d'un diamètre de plus de 10 cm sont poursuivis de façon régulière avec les capteurs du Space Surveillance Network (réseau de surveillance de l'espace). S'il est déterminé qu'il existe une possibilité de collision, les exploitants de satellites sont avertis pour qu'ils fassent une manœuvre d'évitement si nécessaire.