Imminent launch of the MTG-I1 satellite, a revolution in weather forecasting

Illustration: © Thales Alenia Space

On December 13, 2022, the Ariane 5 rocket will launch three satellites into geostationary transfer orbit, including MTG-I1. MTG-I1 is the first imaging satellite in the Meteosat Third Generation program, dedicated to improving weather forecasting in Europe and Africa.

 

The Meteosat Third Generation system: a real technological advance

MTG is the result of a cooperation between the European Space Agency (ESA) and EUMETSAT. The objective is to ensure the continuity of high-resolution weather monitoring beyond 2040, by taking over from the Meteosat Second Generation (MSG) series. The MTG satellites, built by Thales Alenia Space in cooperation with OHB, will operate in geostationary orbit, 36,000 km from Earth, and have a lifetime of 8.5 years.

The complete Meteosat Third Generation system consists of six satellites, four imaging satellites (MTG-I) and two atmospheric sounder satellites (MTG-S), capable of providing 3D mapping of the atmosphere.
Once in place, the system will consist of two MTG-I satellites operating in tandem. The first will scan Europe and Africa every 10 minutes and the second will scan Europe every 2.5 minutes. An MTG-S satellite will complement the data by providing local coverage over parts of the Earth about every five minutes.

“It’s great to see the first of the third-generation Meteosat family of satellites almost ready for shipment, and it’s thanks to the many people who have worked so hard to get to this point” said Paul Blythe, ESA’s Program Manager.

Thanks to this new satellite with highly sensitive new instruments, including a flexible combined imager and a lightning imager, weather forecasting will be considerably improved. In a context of climate change, having accurate and immediate weather data is a real challenge to cope with more frequent and severe events.

Hervé Roquet, head of research and development at Météo-France, said they “are extremely excited about the MTG mission. It will allow us to take a big step forward in improving severe weather forecasting. For example, by using MTG data we will be able to predict storms several hours in advance, which is essential for issuing warnings for civil security.”

This first satellite of the MTG series will be operational in orbit in 2023 and will be joined by three imaging satellites and two sounding satellites between 2024 and 2030. They will form a geostationary constellation operated by EUMETSAT.

 

MTG-I instruments: innovation and precision

The MTG-I satellite carries two main instruments: the FCI visible/infrared imager and the LI lightning detector:

• The Flexible Combined Imager (FCI) provides images in 16 distinct wavelengths ranging from visible light to thermal infrared. It provides a complete image of the Earth’s hemisphere visible from orbit every 10 minutes and an image of the quarter disk (e.g., Europa) every 2.5 minutes.
• The LI (Lightning Imager) instrument continuously detects optical pulses (lightning) triggered by electrical energy discharges.

The MTG-S satellite carries two main instruments: the IRS infrared sounder and the UVN spectrometer (Sentinel-4).

• The IRS (Hyperspectral Infrared Sounder) is a hyperspectral infrared.
• The UVN spectrometer is an ultraviolet, visible light and near infrared sounder that analyzes atmospheric chemistry and identifies gas concentrations such as ozone and nitrogen dioxide.

The FCI and IRS infrared detectors are cooled with a cryostat.

 

A project made possible thanks to Absolut System’s cryogenic expertise

Absolut System brings its cryogenic expertise with the supply of thermal links integrated in the Imager-FCI and Sounder-IRS cryostat, they physically connect the cryogenic cooler to the infrared detectors to be cooled.
The thermal links are based on a complex process of assembling strips of conductive materials. For MTG’s FCI and IRS instruments, high purity aluminum was used.

The thermal links are used to ensure a high conductive coupling between the coolers (nominal and redundant) and the detectors on the optical bench. Thanks to the flexibility of the straps, they allow the accumulation of a 3-axis static bias.
These thermal links also offer a high decoupling capacity of micro-vibrations, a good tolerance to misalignment and a high resistance to dynamic deflections.

 

Tresse thermique GCI – Tresse thermique IRS

 

Absolut System is proud to have participated in this major project by contributing its cryogenic know-how and is looking forward to the departure of Ariane 5! See you on December 13th !

 

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Lancement imminent du satellite MTG-I1 (Meteosat Third Generation), une révolution pour les prévisions météorologiques

Le 13 décembre 2022, la fusée Ariane 5 lancera trois satellites sur une orbite de transfert géostationnaire, dont le MTG-I1. Ce dernier est le premier satellite imageur du programme Meteosat Troisième Génération dédié à l’amélioration des prévisions météorologiques en Europe et en Afrique.

 

Le système Meteosat Troisième Génération : une véritable avancée technologique

Le MTG est issu d’une coopération entre l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et EUMETSAT. L’objectif est d’assurer la continuité de la veille météorologique à haute résolution au-delà de 2040, en prenant le relais de la série Meteosat Seconde Génération (MSG). Les satellites MTG, fabriqués par Thales Alenia Space, en coopération avec OHB, évolueront en orbite géostationnaire, à 36 000 km de la Terre, et auront une durée de vie de 8 ans et demi.

Le système complet Meteosat Troisième Génération compte six satellites, quatre satellites imageurs (MTG-I) et deux satellites sondeurs atmosphériques (MTG-S), capables de fournir une cartographie 3D de l’atmosphère.

Une fois en place, le système comprendra deux satellites MTG-I fonctionnant en tandem. Le premier balayera l’Europe et l’Afrique toutes les 10 minutes et le second filmera l’Europe toutes les 2,5 minutes. Un satellite MTG-S complétera les données en fournissant une couverture locale sur certaines parties de la Terre, toutes les cinq minutes environ.

« c’est fabuleux de voir le premier de la famille des satellites Meteosat de troisième génération presque prêt à être expédié et c’est grâce aux nombreuses personnes qui ont travaillé si dur pour atteindre ce point » a déclaré Paul Blythe, Responsable du programme de l’ESA.

Grâce à ce nouveau satellite doté d’instruments inédits très sensibles, notamment un imageur combiné flexible et un imageur de foudre, les prévisions météorologiques vont être considérablement améliorées. Dans un contexte de changement climatique, avoir des données météorologiques précises et immédiates est un véritable enjeu pour faire face à des évènements plus fréquents et plus graves.

Hervé Roquet, responsable de la recherche et du développement à Météo-France, a déclaré qu’ils « sont extrêmement enthousiastes à propos de la mission MTG. Elle nous permettra de faire un grand pas en avant dans l’amélioration de la prévision des phénomènes météorologiques violents. Par exemple, en utilisant les données MTG nous serons en mesure de prévoir les tempêtes plusieurs heures à l’avance, ce qui est essentiel pour émettre des avertissements pour la sécurité civile. »

Ce premier satellite de la série MTG sera opérationnel en orbite dans l’année 2023 et sera rejoint par trois satellites imageurs et deux satellites sondeurs entre 2024 et 2030. Ils formeront une constellation géostationnaire opérée par EUMETSAT.

 

Les instruments du MTG-I : innovation et précision

Le satellite MTG-I embarque deux instruments principaux : l’imageur visible/infrarouge FCI et le détecteur d’éclairs LI :

• L’imageur FCI (Flexible Combined Imager) fournit des images dans 16 longueurs d’ondes distinctes allant de la lumière visible à l’infrarouge thermique. Il fournit une image complète de l’hémisphère terrestre visible depuis l’orbite toutes les 10 minutes et une image du quart de disque (par exemple l’Europe) toutes les 2,5 minutes.
• L’instrument LI (Lightning Imager) détecte en permanence les impulsions optiques (éclairs) déclenchées par des décharges d’énergie électrique.

Le satellite MTG-S embarque deux instruments principaux : le sondeur infrarouge IRS et le spectromètre UVN (Sentinel-4).

• Le sondeur IRS (Hyperspectral Infrared Sounder) est un infrarouge hyperspectral.
• Le spectomètre UVN est un sondeur fonctionnant en ultraviolet, lumière visible et proche infrarouge qui analyse la chimie atmosphérique et permet d’identifier des concentrations de gaz tels que l’ozone et le dioxyde d’azote.

Les détecteurs infrarouges FCI et IRS sont refroidis à l’aide d’un cryostat.

 

Un projet possible grâce à l’expertise cryogénique d’Absolut System

Absolut System apporte son expertise cryogénique avec la fourniture de liens thermiques intégrés dans le cryostat Imageur-FCI et Sondeur-IRS, ils relient physiquement le refroidisseur cryogénique aux détecteurs Infrarouges à refroidir.

Les liaisons thermiques reposent sur un procédé complexe d’assemblage de feuillards en matériaux conducteurs. Pour les instruments FCI et IRS de MTG, c’est l’aluminium de haute pureté qui a été utilisé.

Les liens thermiques servent à assurer un couplage conductif élevé entre les refroidisseurs (nominal et redondant) et les détecteurs sur le banc optique. Grâce à la souplesse des feuillards, ils autorisent le cumul d’un biais statique 3 axes.

Ces liens thermiques offrent également une forte capacité de découplage des micro-vibrations, une bonne tolérance au désalignement et une grande résistance aux débattements dynamiques.

https://absolut-system.com/?attachment_id=1592Tresse thermique GCI – Tresse thermique IRS

 

Absolut System est fière d’avoir participer à ce projet d’envergure en apportant son savoir-faire cryogénique et attend avec impatience le départ d’Ariane5 !

Rendez-vous le 13 décembre !