vignette|redresse=1.5|Vue d'ensemble du fonctionnement du système Cospas-Sarsat. vignette|redresse|Les balises du système Cospas-Sarsat de type PLB (qui sont emportées par leur utilisateur) sont légères et ont la taille d'un téléphone portable.
Cospas-Sarsat est un système mondial dont l'objectif est de détecter et de localiser les alertes de détresse émises à l'aide de radiobalises de localisation des sinistres et de communiquer ces informations aux organismes de , est déclenchée manuellement ou automatiquement en cas de détresse. Elle transmet un message radio sur la fréquence . Celui-ci est détecté et localisé par des satellites équipés d'un récepteur dédié, puis transmis à des stations de réception sur Terre (les LUT). Les messages d'alerte sont alors traités en temps réel par les centres de contrôle de mission (MCC), qui les font suivre aux organisations chargées de coordonner les sauvetages dans la zone concernée (en France, le CROSS pour le domaine maritime). Sur le plan technique, la localisation de l'origine géographique de l'alerte par le satellite est soit communiquée par la balise, soit déterminée par la mesure du décalage Doppler ou du temps de délai du signal radio.
Le système Cospas-Sarsat est piloté par le Conseil composé de représentants des quatre pays fondateurs (États-Unis, Russie, Canada, France) et est cogéré avec une quarantaine de pays adhérents. Certains de ceux-ci contribuent à fournir le segment sol, composé de stations de réception (LUT) chargées de réceptionner et de décrypter les messages retransmis par les satellites et de centres de contrôle (MCC) chargés de gérer et redistribuer les alertes aux organisations nationales chargées des opérations de recherche et de sauvetage. La compatibilité des services Cospas-Sarsat avec les besoins, les standards et les recommandations de la communauté internationale est assurée par une coopération avec l'Organisation de l'aviation civile internationale, l'Organisation maritime internationale, l'Union internationale des télécommunications et d'autres organisations internationales.
Le système Cospas-Sarsat est développé au cours des années 1970 en pleine guerre froide, d'une part par les États-Unis, la France et le Canada (système Sarsat) et d'autre part par l'Union soviétique (système Cospas) en rendant interopérables les deux systèmes. L'objectif du projet est de détecter et de localiser avec un délai le plus court possible une détresse dans les domaines maritime, aérien ou terrestre, quel que soit le lieu où elle se produit. Le premier sauvetage réalisé grâce à Cospas-Sarsat a lieu en , quelques jours après la mise en service du premier satellite, et le système est déclaré opérationnel en 1985. Le segment spatial du système repose en 2022 sur des équipements de réception embarqués à bord de satellites circulant en orbite basse (NOAA POES, MetOp et Meteor-M), en orbite géostationnaire (GOES, MSG, INSAT, Loutch et Elektro-L) et en orbite moyenne (GLONASS, Galileo et GPS).
Contexte
Deux phénomènes dans les années 1970 sont à l'origine du développement du système Cospas-Sarsat : d'une part la croissance particulièrement forte du commerce maritime et de l'aviation commerciale ainsi que le développement de la navigation de plaisance et de l'aviation privée (dans ce dernier cas surtout en Amérique du Nord), d'autre part le développement des applications spatiales notamment dans le domaine des télécommunications mobiles et de la navigation..
À cette époque, les balises de détresse utilisées par l'aviation dites ELT (acronyme de émetteur de localisation d'urgence) se répandent car leur prix est devenu abordable. Ces émetteurs, reposant sur une technologique analogique, émettent automatiquement après déclenchement en cas de situation d'urgence, un signal radio de détresse dans la fréquence internationale aéronautique d’urgence et de détresse ( et pour les militaires ) qui peut être capté par les différentes stations terrestres assurant une veille sur cette fréquence (tours de contrôle…). Le signal radio est transmis en continu jusqu'à épuisement de la batterie et il peut être localisé par triangulation. À la suite d'incidents fortement médiatisés, comme la disparition en 1972 dans un accident d'avion de deux représentants du Congrès américain en Alaska (Nick Begich et Hale Boggs), les réglementations nationales aux États-Unis et au Canada imposent l'emport de balises de détresse sur les aéronefs. Les balises ELT sont adoptées par l'Organisation de l'aviation civile internationale et leur emport est intégré dans les normes internationalesRecommandation de l'Union internationale des télécommunications, référence aux dispositions du règlement des radiocommunications RR5.111 ; RR5.256.. Dans les années 1970, ce type de balises est aussi souvent utilisé sur les navires.
Dans le domaine maritime, la convention internationale sur la recherche et le sauvetage maritime définissant un cadre accepté par tous les pays est adoptée en 1979 et l'Organisation maritime internationale (OMI) travaille à l'élaboration d'un nouveau système mondial de détresse et de sécurité en mer (SMDSM). Dans ce cadre, l'OMI met sur pied en 1976 l'Inmarsat (International maritime satellite organization) opérationnel à partir de 1982 qui utilise des satellites pour relayer les communications entre les navires et la Terre. L'OMI définit également un dispositif d'alerte de détresse automatique reposant sur des radiobalises de détection des détresses (RSL ou EPIRB en anglais).
Historique
Mise au point du système Cospas-Sarsat Vers un système de détection spatiale
Les performances des balises ELT sont limitées à la fois par la couverture très partielle assurée par les stations terrestres assurant la veille en particulier dans les régions faiblement peuplées, la précision de localisation permise par le système, la technologie analogique utilisée par les radiobalises de localisation des sinistres ELT, un taux de fausses alarmes élevés (99%) et leur faible puissance. À l'époque, les États-Unis et le Canada envisagent d'utiliser des équipements installés sur des satellites pour détecter, localiser (par mesure du décalage Doppler) et relayer les messages de détresse. La NASA étudie la faisabilité d'un tel système installé sur des satellites circulant en orbite basse polaire et une démonstration est effectuée avec un satellite radio-amateur OSCAR 6. Un groupe de travail réunissant des représentants de la NASA et des ministères américains concernés par les systèmes de recherche et de sauvetage émet des recommandations visant à tester le plus rapidement possible en se concertant avec les organisations internationales. La faible puissance des ELT existants émettant sur 121,5 MHz rend leur détection depuis l'espace difficile. De son côté, l'agence spatiale française, le CNES, met au point à compter de 1979 un système satellitaire de collecte de données et de localisation, le système Argos, qui repose sur une technologie numérique et exploite la fréquence radio de 406 MHz que l'Union internationale des télécommunications a réservé pour les futurs besoins des balises de détresse. Les performances de ce système sont parfaitement adaptées aux besoins de détection des balises de détresse depuis l'espace mais un système satellitaire doit prendre en compte le parc de déjà déployé, principalement aux États-Unis et au Canada, et reposant sur la technologie analogique et fonctionnant sur la fréquence 121,5 MHz.
Création du programme international Cospas-Sarsat
Le ministère canadien des Communications (MDC), le Centre national d’études spatiales (CNES) de la France et la NASA décident en 1979 de développer un système Sarsat (Search And Rescue SAtellite-aided Tracking system) qui doit remplir un double objectif : mettre en place un système de veille et de localisation reposant sur des satellites pour les ELT existants en et expérimenter la nouvelle technologie .
La NASA propose d'installer les équipements de détection sur la série des satellites météorologiques Advanced TIROS-N circulant sur une orbite polaire et qui emportent déjà une dizaine d'instruments dont un récepteur Argos du CNES fonctionnant à . La principale modification porte sur l'ajout d'une antenne hélice relativement encombrante permettant de recevoir les émissions à et de fournir l'énergie aux charges utiles SAR qui comprennent un émetteur en bande L supplémentaire relayant les messages SAR..
De son côté, l'Union soviétique a lancé un projet de détection par satellite similaire baptisé Cospas (en russe КОСПАС Cosmicheskaya Sistyema Poiska Avariynich Sudow c'est-à-dire « système spatial pour la recherche des navires en détresse ») qui repose sur la technologie numérique et dont l'objectif est de répondre aux besoins de sa marine marchande.
Malgré les tensions de la guerre froide qui oppose les pays occidentaux et l'Union soviétique, le principe d'une coopération internationale dans le but de rendre les deux systèmes interopérables s'impose car elle présente des avantages décisifs en divisant le délai de détection par deux. Après des contacts préliminaires initiés entre les États-Unis et l'Union soviétique en 1977, une première réunion rassemble le ministère canadien, la NASA, le CNES et le MORFLOT (ministère soviétique de la marine marchande) en pour définir les modalités de fonctionnement d'un système conjoint. Alors que les partenaires du projet Sarsat ont prévu que les satellites collectent les messages de détresse émis sur la fréquence 121,5 MHz pour prendre en compte l'énorme parc de balises fonctionnant sur cette même fréquence, l'Union soviétique n'envisage que des récepteurs fonctionnant sur . À la réunion suivante, qui a lieu en , les représentants soviétiques annoncent qu'ils incluront le traitement des deux types de signaux mais cette fois les négociations butent sur le nombre de satellites en orbite. Les partenaires Sarsat comptent disposer de trois satellites emportant un équipement de réception Sarsat et souhaitent que les soviétiques lancent deux satellites Cospas pour vérifier la compatibilité des deux systèmes, alors que ces derniers n'ont prévu d'en lancer qu'un seul. Les soviétiques reportent leur décision à la réunion suivante. Finalement les quatre parties signent le un accord dont l'objectif est d'élaborer, mettre en œuvre, démontrer et évaluer un système expérimental conjoint Cospas-Sarsat. Chaque partie devra lancer au moins un satellite et si possible un deuxième. L'accord prévoit une phase de démonstration et d'évaluation de une fois qu'un satellite de chaque système aura été placé en orbite.
De la phase expérimentale à la phase opérationnelle
Mise au point vignette|Les satellites soviétiques de navigation Nadejda, placés en orbite entre 1982 et 1995, sont les premiers équipés d'un système de réception des messages Cospas-Sarsat.