6 Juillet 2017

Faire plus petit pour voir plus loin

Pas grand, mais vaillant : l’esprit de Kirikou gagne le spatial. Car dans ce domaine, petit est surtout synonyme de moins de place et moins de masse. Donc de lancements moins chers.

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Eye-sat, ce satellite d’astronomie réalisé par des étudiants du projets Janus, est composé de trois cubesats. © CNES/GRIMAULT Emmanuel.

La miniaturisation des satellites est un enjeu important : plus petits, moins chers, on peut en lancer davantage. Aussi, les chercheurs et les ingénieurs se creusent les méninges pour rapetisser ces engins et leurs équipements.

En 2020, le programme Myriade Evolutions enverra ainsi Merlin et Microcarb, des mini-satellites de 350 à 400 kg (contre plusieurs tonnes pour les « gros » satellites) étudier la présence dans l’atmosphère du gaz méthane et du gaz carbonique (CO2). Depuis 2004, la filière Myriade du Cnes lance des micro-satellites, de 100 à 200 kg.

Du mini au nano

Mieux : il existe aujourd’hui des satellites de moins de 10 kg ! Ce sont les nano-satellites. Certains sont conçus à partir d’un ou plusieurs CubeSats : des cubes de 10 cm de côtés qui pèsent moins de 1,33 kg. Un nano-satellite constitué d’un CubeSat (on dit 1U, pour une unité) tient dans la main ! « Il s’agit aussi de les construire avec des composants plus courants, que l’on trouve dans le commerce, donc moins chers que ceux spécifiques au spatial », explique Céline Calleya, Experte enjeu industriel et processus au CNES. Certains nano-satellites sont d’ailleurs réalisés par des étudiants, comme ceux du projet Janus du CNES.

Projet JANUS.

On réduit tout !

Pour fabriquer ces lilliputiens, il faut miniaturiser les composants mais aussi les instruments. Les ingénieurs du CNES ont mis au point CASPEX, une micro-caméra de 35x35x25mm, qui équipera des satellites et le rover de Mars 2020. La société ThrustMe, elle, travaille à un moteur ionique de taille réduite (1U). « Aujourd’hui, sans propulsion, les nanosatellites ont une durée de vie de 2 ans, indique Céline Calleya.  Avec un système de propulsion pour atteindre des orbites plus hautes, elle pourra dépasser 5 ans. »

Des missions complémentaires

En raison de leurs faibles coûts, les petits satellites vont se multiplier. Ils auront souvent des missions complémentaires à celles des « gros » engins. La constellation de 28 nano-satellites du projet QB50, par exemple, effectue actuellement de multiples mesures dans l’atmosphère à des altitudes trop basses pour un satellite plus imposant. Le projet OneWeb mettra en orbite des centaines de micro-satellites pour offrir Internet à haut débit à la plus grande partie de la population mondiale. Des petits qui voient grand !

© CNES/GRIMAULT Emmanuel, 2017.

Depuis 2012, le CNES a mis en place le projet JANUS dont le but est d’aider les étudiants à développer leur propre nanosatellite (satellite de 1 kg à 50 kg). Dans ce contexte, Eye-Sat est un triple CubeSat (10x10x34 cm3) d’astronomie développé par des étudiants d’écoles d’ingénieurs ou d’universités en stage au CNES ainsi que des DUT de l’IUT De Cachan.La mission d’Eye-Sat consiste à réaliser des cartographies dans 4 bandes spectrales de l’intensité et de la polarisation de la lumière zodiacale, la lumière solaire diffusée par les poussières interplanétaires, ainsi que d’imager la Voie lactée.