La Nasa a détaillé son programme de développement de minisatellites : autour de la Terre et ensuite autour de la Lune et Mars. Peu chers, ils devraient accélérer notre expansion dans l’espace. © Nasa

Sciences

La Nasa va lancer de petits satellites pour étudier la Terre (MAJ)

ActualitéClassé sous :satellite , Univers , miniature

La Nasa a donné plus de détails quant au déploiement de plusieurs flottilles de minisatellites dans les prochains mois. Moins coûteux à produire et à lancer dans l'espace, ils offrent la possibilité à un plus grand nombre de chercheurs, privés ou universitaires, de tester de nouvelles technologies. Les premières missions se concentreront principalement sur le suivi des conditions météorologiques et climatiques terrestres.

CubeSats : des microsatellites à l’assaut de l'espace  Durant de nombreuses années, les satellites sont restés compliqués à développer et à produire, notamment au niveau de leur électronique interne faite sur mesure. Cependant, depuis quelque temps, on voit émerger des microsatellites tout aussi capables et à la taille bien plus réduite. La chaîne Euronews et l’Agence spatiale européenne (ESA) nous en parlent au cours de ce nouvel épisode de Space. 

Une nouvelle ère dans le domaine des technologies des satellites est en train de s'ouvrir. Au cours d'une conférence de presse, le 7 novembre 2016, la Nasa a donné des détails sur la flottille de petits satellites, CubeSats ou SmallSats, qui vont s'envoler au cours des prochaines semaines et mois.

Les objectifs de leurs missions sont multiples :

  • d'une part scientifique avec l'étude, grâce à une couverture plus large, des changements de la biosphère terrestre, notamment dans les domaines de la météorologie et du climat ;
  • d'autre part, accueillir et tester les dernières innovations technologiques dans le domaine spatial, et permettre l'accès à l'espace aux étudiants et groupes privés pour leurs recherches.

Aussi grand qu'une brique de lait ou qu'une petite machine à laver pour les plus gros, et pesant au maximum 180 kg, ces flottilles de minisatellites peuvent embarquer dans les lanceurs en tant que charge utile secondaire, ce qui réduit « le risque et le coût de la démonstration des technologies précurseures et les infusent dans des projets de vol plus importants », a expliqué lors de son intervention Ellen Stofan, directrice scientifique au siège de la Nasa, à Washington. Sans oublier aussi que le coût de fabrication est, bien sûr, plus réduit.

Le CubeSat Ravan a été lancé en novembre 2016 pour étudier la balance énergétique de l’atmosphère terrestre. © JHUAPL

Les principales missions programmées d’ici le printemps 2017

Parmi les missions programmées pour des lancements au cours des prochains mois, citons Ravan, Harp, IceCube, MiRaTA, CubeSat, Tropics et CYGNSS. La première, Ravan (Radiometer Assessment using VerticallyAligned Nanotubes) est un CubeSat équipé d'une nouvelle technologie pour réaliser des mesures dans le bilan énergétique de la Terre dans la haute atmosphère. Quant au système Harp (Hyper-Angular Rainbow Polarimeter), il évaluera via plusieurs perspectives la distribution des gouttelettes d'eau et des particules en suspension dans l'air. De son côté, IceCube observera la glace dans les nuages de glace et MiRaTA (Microwave Radiometer Technology Acceleration), de la taille d'une boîte à chaussure, recueillera des données sur la température, la vapeur d'eau et aussi sur la glace des nuages.

Le 12 décembre prochain, sera déployé CYGNSS (Cyclone Global Navigation Satellite System), une constellation de huit minisatellites conçus pour suivre au plus près l'évolution des cyclones. Formé de 12 CubeSats, Tropics (Time-Resolved Observations of Precipitation structure and storm Intensity) opérera des mesures fréquentes de température et de vapeur d'eau tout au long de l'existence d'une tempête.

Tout cela n'est qu'un début. Ces minisatellites ouvrent la voie au développement de flottes à destination de la Lune, de Mars et au-delà, vers d'autres mondes dans notre Système solaire.

----------

Les petits satellites, une nouvelle tendance pour la science et l'industrie

Article initial de l'ESA paru le 10 novembre 2004

Grâce aux progrès en matière de plateformes et d'instrumentation, minisatellites et microsatellites sont désormais à même de mener de nombreuses missions. Le symposium qui vient de leur être consacré à La Rochelle, confirme l'intérêt de ce nouveau type de satellites.

« Le petit satellite a changé de domaine », note Daniel Hernandez, du Centre national d'études spatiales, coprésident de l'édition 2004 du Symposium sur les systèmes et services à petits satellites (4S) et principal organisateur des éditions précédentes depuis 1992. « En quelques années, nous sommes passés de concepts et de projets proposés, pour l'essentiel, par des petites équipes ou des universitaires et qui portaient sur des missions de démonstration technologique à des programmes d'application et des missions scientifiques de premier plan gérés par les plus grandes agences spatiales avec une forte implication des plus grands industriels du marché ».

Une tendance à laquelle n'échappe pas l'Agence spatiale européenne, qui pilotait pour la première fois cette année, la co-organisation du le symposium 4S. Cette édition 2004 a rassemblé quelque 200 délégués venus de 25 pays fin septembre à La Rochelle.

Les succès du microsatellite Proba 1 (94 kg) et de la sonde Smart 1 (370 kg) ont démontré que des missions de grande qualité peuvent être accomplies avec des satellites de petite taille. Dès le printemps prochain, avec Cryosat, l'ESA commencera en outre à lancer ses premiers satellites de la famille Earth Explorer, qui bénéficient eux aussi des avancées réalisées dans le domaine des petits satellites (notamment au niveau des plateformes) aussi bien par l'industrie ou par les agences elles-mêmes. Ainsi, le satellite Smos (Soil Moisture and Ocean Salinity), qui sera lancé en 2007, utilisera la plateforme Proteus développée sous l'égide du Cnes et introduite sur le marché en 2001 pour faciliter le développement de missions à petits satellites. Cette même plateforme sera également utilisée pour le satellite d'astrosismologie Corot, du Cnes, auquel l'ESA apporte une importante contribution.

La sonde PROBA lancée en 2001. © ESA

Les deux derniers programmes adoptés par l'ESA relèvent du domaine des petits satellites et ont tous deux fait l'objet de communications à La Rochelle.

Minisatellites pour veiller sur la Terre

Adopté en juin dernier comme cinquième membre de la famille Earth Explorer, le programme Swarm (en anglais « essaim ») fera appel à trois minisatellites pour étudier le champ magnétique terrestre et ses interactions avec l'environnement terrestre« Sur les derniers 150 ans, la composante du dipôle axial du champ magnétique terrestre a faibli de 10%. C'est une baisse 10 fois plus rapide que celle qu'on aurait enregistré si la "dynamo" à l'origine du champ avait été tout simplement coupée », explique Flemming Hansen, en charge de la technologie des petits satellites à l'Institut de Recherche Spatiale Danois. « Cet affaiblissement est caractéristique d'une inversion des pôles magnétiques de la Terre, un phénomène qui se produit en moyenne une fois tous les 500.000 ans ». Or le champ magnétique terrestre joue un rôle crucial sur l'environnement de la planète, en piégeant les particules chargées du vent solaire et en nous protégeant des rayonnements les plus durs, mais aussi en agissant sur la dynamique de la thermosphère, et peut-être même en influant directement sur l'évolution de la basse atmosphère. Les trois satellites de Swarm auront donc pour mission d'étudier et de discriminer les différentes sources du géomagnétisme, du noyau terrestre aux roches magnétiques dans la croûte en passant par les courants électriques de l'ionosphère et de la magnétosphère, ou les courants induits par la circulation océanique, voire par la variation du champ magnétique lui-même.

Le programme Swarm fera appel à trois minisatellites pour étudier la dynamique du champ magnétique terrestre et ses interactions avec l'environnement terrestre. © ESA

L'étude de ces phénomènes par une constellation de petits satellites (300 kg chacun) permettra de multiplier les points de mesure et donc de fournir un meilleur aperçu du comportement dynamique des sources magnétiques étudiées. Le lancement de Swarm est prévu pour le début de 2009.

Petits démonstrateurs pour grandes missions

Le succès du petit satellite Proba 1 (Project for On-Board Autonomy), lancé en octobre 2001 pour une mission d'un an et qui vient de fêter son troisième anniversaire en orbite, ont amené l'ESA à lancer le développement d'un Proba 2 de 120 kg qui sera lancé fin 2006. Alors que les deux caméras de Proba 1 observent la Terre, Proba 2 emportera deux instruments de l'observatoire royal de Belgique, à Uccle, destinés à l'étude du Soleil. Il comportera une dizaine d'expérimentations technologiques dont un ordinateur de bord d'une capacité décuplée et d'un volume réduit par rapport à celui de Proba 1 ainsi que des concentrateurs permettant d'accroître le rendement des générateurs solaires. Le contrat de maîtrise d'œuvre de Proba 2 a été signé avec l'industriel belge Verhaert le 15 juillet.

L'expérience acquise avec les programmes Smart et Proba démontre que des petits satellites peuvent jouer un rôle majeur dans la démonstration de nouvelles technologies destinées à des missions beaucoup plus complexes et ambitieuses. Ainsi, parmi les charges utiles technologiques expérimentales de Proba 2, figurera le senseur stellaire développé pour la sonde BepiColombo vers Mercure.

L'ESA et EADS Astrium viennent ainsi d'achever une étude de faisabilité pour une mission Proba 3 destinées à démontrer à faible coût les technologies de vol en formation nécessaires aux futurs grands interféromètres spatiaux étudiés par l'ESA notamment pour rechercher des traces de vie sur des planètes extrasolaires de type terrestre.