Systèmes spatiaux embarqués
Ref: 2EL1230
Description
Avoir une vision globale du monde spatial d'aujourd’hui et de ses enjeux stratégiques, et découvrir les principes et technologies mis en œuvre dans la conception de systèmes spatiaux embarqués, un domaine où les défis se jouent tout autant à l'échelle du nanomètre qu'à l'échelle de l'année-lumière.
Vous apprendrez par exemple comment sont conçus les systèmes spatiaux embarqués pour :
- Survivre aux contraintes de l'environnement spatial auxquelles un smartphone de résisterait pas.
- Prendre des décisions en autonomie et parfois à plusieurs millions de km de la Terre.
- Assurer le succès de la mission même en cas de panne.
- Contrôler avec précision l'attitude et l'orbite d'un satellite.
- Exploiter au mieux les nouvelles technologies.
Si vous avez trouvé le mot caché dans les cinq points listés précédemment, cet électif est fait pour vous.
Sinon, cet électif vous apportera la réponse ainsi qu'à de nombreuses autres questions.
Pour conclure la série de cours, une visite d'Airbus permettra de découvrir concrètement
la conception et la fabrication d'équipements spatiaux chez Space
Electronics.
Numéro de trimestre
SG6
Prérequis
Ce cours peut être abordé sans prérequis particulier pour un domaine. Tous les concepts techniques nécessaires seront expliqués pendant le module.
Syllabus
Prêt pour un voyage dans l'espace ?
Enjeux stratégiques de l'accès à l'espace, marché du spatial. Le New Space (Space X & Starlink, OneWeb...).
Types de missions spatiales, choix de l'orbite, billard cosmique.
Défis et contraintes de l'environnement spatial.
Comment ça marche ? Comment garantir la tenue de la mission ?
Description détaillée d'un satellite. Contrôle d'attitude et d'orbite.
Fiabilité et robustesse aux pannes. Types de redondances.
Énergie & Propulsion
Contrôle et distribution de puissance. Panneaux solaires. Gestion des éclipses.
La révolution de la propulsion plasmique.
Communications
Liaisons sol-bord et traitement de signal pour les communications spatiales.
Protocoles et bus de communications internes au satellite.
Protocoles et bus de communications internes au satellite.
Logiciel embarqué
Les différents traitements embarqués. Processeurs, mémoires et architectures utilisés.
Robustesse, fiabilité, temps réel et validation d'un logiciel embarqué.
Les différents traitements embarqués. Processeurs, mémoires et architectures utilisés.
Robustesse, fiabilité, temps réel et validation d'un logiciel embarqué.
Électronique embarquée
Équipements numériques, exploiter au mieux les nouvelles technologies de composants (introduction aux ASIC/FPGA).
Zoom sur le traitement d'images (techniques de compression, stockage).
Comment être robuste aux radiations ? La magie des codes correcteurs d'erreur.
Failure is not an option
Exemples marquants d'échecs dans le spatial. Lessons learned.
Visite d'Airbus Defence and Space (1 journée) : conception, bureaux d'études, fabrication (salles blanches).
Composition du cours
Cours magistraux réalisés par des intervenants de l'industrie, experts dans leur domaine et différents pour chaque module.
Visite du site Airbus Defence and Space (Elancourt) sur une journée compète.
Visite du site Airbus Defence and Space (Elancourt) sur une journée compète.
Notation
Évaluation sous forme d'exposé oral sur un sujet autour du domaine spatial.
La pondération exposé oral et QCM sera la suivante : 24% pour les QCM et 76% pour l'exposé oral.
- Un contrôle final (CF) sous forme d'exposé oral sur un
sujet autour du domaine spatial : alpha_f = 0,76.
- 4 quiz répartis sur les 8 séances qui constituent le contrôle continu (CC1, CC2, ... , CC4) : alpha_1 = alpha_2 = ... = alpha_4 = 0,06.
Ressources
Equipe enseignante composée d'un référent CentraleSupélec (Laurent Bourgois) et de plusieurs intervenants de l'industrie, experts dans leur domaine chez Airbus Defence and Space.
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
A l'issue de ce module, les élèves auront une connaissance globale des systèmes spatiaux et seront capables d'intervenir dans la conception de systèmes embarqués fonctionnant en environnement hostile. Ils comprendront pourquoi et comment faire face à des contraintes mécaniques, thermiques, radiatives et électromagnétiques.
L'accent sera également mis sur la variété des activités relatives aux systèmes embarqués et sur les interfaces avec les métiers connexes : du silicium au système complet, du hardware au software, de la conception à la validation.
L'accent sera également mis sur la variété des activités relatives aux systèmes embarqués et sur les interfaces avec les métiers connexes : du silicium au système complet, du hardware au software, de la conception à la validation.
Description des compétences acquises à la fin du cours
C1: Analyze, design and build complex systems.
C2: Develop skills in an engineering field and in a profession.
Competencies C1 and C2 are validated if the overall score of the elective is greater than or equal to 10/20.