Le satellite TJS-4, les grandes oreilles de Beijing

Le 17 Octobre 2019, la Chine a lancé le satellite TJS-4 à partir du centre spatial du Xichang. Il a été emmené vers l’orbite géostationnaire par une fusée Longue Marche 3B. Cependant, contrairement aux satellites civils de communication qui sont souvent lancés vers cette orbite, bien peu d’informations ont filtré sur TJS-4. C’était également le cas pour ses prédécesseurs TJS-1, -2 et -3, ce qui fait soupçonner un usage militaire. De plus, leur désignation suggère qu’ils remplissent un rôle différent des satellites Shen Tong de communication militaire et des Feng Huo qui relaient les données des satellites d’observation vers le sol. Essayons donc de tirer au clair le rôle de ce nouvel arrivant.

Heureusement, pour nous aider, la chaine CCTV a montré une image de synthèse de TJS-4 pendant son lancement:

A première vue, rien que de très classique: il ressemble à un satellite de télécommunications comme il y en a mille autres.

Le jeu des 7 différences

Cependant un examen plus attentif révèle des caractéristiques originales:

– Les panneaux solaires sont bien petits pour un satellite de communication. En général ils en ont de plus grands parce qu’ils ont besoin de beaucoup d’énergie pour que les terminaux des utilisateurs au sol reçoivent un signal suffisamment puissant.

–  Le satellite embarque un réflecteur déployable, qui est en fait une grosse parabole enroulée sur elle-même. Elle sera déroulée plus tard dans la mission, et servira à capter le signal radio sur une grande surface, et à le concentrer sur les antennes. Ce type de réflecteur existe sur les satellites civils de communication occidentaux, comme par exemple Alphasat:

Le réflecteur d’Alphasat fait 12 mètres de diamètre une fois déployé, et a été fourni par la firme américaine Northrop Grunman. Ce type de réflecteur est en général réservé aux communications avec des petits terminaux portatifs de la taille d’un téléphone portable, qui utilisent une fréquence relativement basse (typiquement entre 1 et 4GHz, soit une longueur d’onde entre 30cm et 8cm). Par contre, on peut voir une différence entre l’image d’Alphasat et celle de TJS-4: sur Alphasat, le réflecteur concentre les ondes sur une structure hexagonale sur l’extrémité du satellite à droite: il s’agit en fait d’une antenne qui répond à la bande de fréquence très restreinte qu’Alphasat utilise, entre 1500 et 1600MHz. Elle est optimisée pour répondre uniquement dans cette bande de fréquence, qui est celle des terminaux qui sont vendus par l’opérateur Inmarsat et sont donc réglés sur cette même fréquence. Se concentrer sur une bande restreinte est nécessaire parce que l’attribution des fréquences est réglementée et chaque opérateur ne s’en voit attribuer qu’un petit bout, pour éviter les interférences entre différents satellites.

Au contraire, sur TJS-4, le réflecteur concentre les ondes sur une antenne très différente, ce qui nous amène au dernier point:

–  Les antennes de TJS-4 sont des antennes de forme triangulaire. Ce sont des antennes log-périodiques, à très large bande: elles ne sont pas optimisées pour une fréquence spécifique comme c’est le cas sur un satellite de télécommunication, mais peuvent capter des signaux de systèmes de communication très différents. Ceci suggère que le role de TJS-4 n’est pas d’offrir un service de télécommunications, mais de pouvoir écouter un maximum de systèmes radio. Grâce aux images de CCTV qui montrent TJS-4 encore attaché au dernier étage de la fusée, on peut estimer la taille du satellite donc celle des ses antennes, et en déduire la bande de fréquence pour laquelle est conçu TJS-4: les éléments de antennes font un quart de la longueur d’onde, donc le satellite peut exploiter des ondes de 1.2m à 20cm, c’est à dire de 250MHz à 1.5GHz. Il est possible que des éléments encore plus petits, non visibles sur l’image, permettent de monter jusqu’à 4GHz de fréquence.

Ces caractéristiques mettent une bonne partie des radars de veille, ainsi qu’une partie des relais de communication microondes et des communications cellulaires, à portée de TJS-4. Les services de communication par satellite en bande L, destinés aux utilisateurs en mouvement, comme Iridium, Inmarsat ou Thuraya, ainsi que le système de communications militaire américain MUOS, doivent également être interceptables.

Puissance et fréquence des émetteurs radio et radar. Source http://www.globalsecurity.org/space/systems/sigint-targets.htm

 

Un satellite d’écoute

Tout cela fait de TJS-4 un système de renseignement électronique puissant. Il faut noter que Beijing n’est pas la première à se doter d’un tel système: les américains disposent depuis les années 70 de satellites similaires, utilisant également un large réflecteur déployable et des antennes log-périodiques pour intercepter les émissions de leurs adversaires. Les derniers modèles ont été dévoilés par Edward Snowden:

 

Leur réflecteur déployable est probablement plus large que celui de TJS-4, et les antennes sont montées sur des bras robotisés pour pouvoir rapidement changer la région du globe qui est écoutée. Un article plus détaillé sur ce satellite américain est disponible (en anglais) sur satelliteobservation.net . A l’inverse, le fait que TJS-4 dispose de 4 antennes log-périodiques identiques lui permet probablement de localiser très rapidement la position des émetteurs qu’il écoute, en comparant les intensités reçues par chaque antenne. Cela peut également permettre de couvrir 4 fois plus de surface qu’avec une seule antenne.

Zone couverte

En supposant que le réflecteur de TJS-4 fasse 10 mètres de diamètre, alors chaque antenne peut couvrir une région de 1000km de diamètre à 1GHz, et de 4000km de diamètre à 250MHz. Les antennes sont probablement positionnées pour couvrir une zone continue à la plus haute fréquence qu’elles peuvent recevoir.

Après quelques jours en orbite de transfert, TJS-4 a été positionné en orbite géostationnaire à 83.5° Est. Si c’est bien là son emplacement opérationnel, alors la couverture qu’il fournit sera probablement la suivante:

 

Le positionnement à 83.5°E permet de voir une partie de l’océan Pacifique sous un angle de vue rasant. Cela a le double avantage de maximiser la surface au sol couverte par les antennes, et de permette de capter les émetteurs directionnels qui sont dans cette région et dont les faisceaux ont également un angle de vue rasant, tels que les radars de veille de navires par exemple. C’est logique, vu l’importance apportée par la Chine à la région entre la première et la deuxième chaine d’iles: le satellite est le moyen le plus adapté pour collecter du renseignement électronique en permanence dans cette région. L’alternative consistant à envoyer des avions de reconnaissance présente des risques d’interception par la chasse des pays voisins, et ne permet pas de couvrir une surface aussi importante.

Il faut également noter que depuis sa position, le satellite a une bonne vue du Moyen-Orient, de l’Afrique, de l’Australie et de la Sibérie. En revanche, sa position juste au-dessus de l’Inde ne lui permettra pas de capter les émetteurs directionnels, tels que les radars, s’y trouvant.

 

Conclusion

Avec TJS-4, la Chine s’est dotée d’un système d’écoute pouvant couvrir une vaste surface et une large bande de fréquences, et a choisi de le montrer. Ce système sera probablement orienté vers le Pacifique, autour de la deuxième chaine d’iles. Il pourrait alors compléter le système de surveillance maritime par satellite qui s’étoffe d’année en année. Et surtout, il rapprochera la Chine de la parité technologiques et militaire avec les États-Unis.

 

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Astronome amateur à mes heures perdues, je suis aussi passionné par le secteur spatial, en particulier l'observation de la Terre. Je tiens un blog sur le sujet: http://satelliteobservation.wordpress.com et également un compte twitter: https://twitter.com/stromgade

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