CubeSat

Vous souhaitez fabriquer un satellite et l'envoyer dans l'espace?

Découvrez l'Initiative canadienne CubeSats.

Qu'est-ce qu'un CubeSat?

Un CubeSat est un satellite cubique miniature (10 cm X 10 cm X 10 cm – à peu près la taille d'un cube Rubik) qui pèse environ 1 kg. Un CubeSat peut être utilisé seul (1 unité) ou en groupe (jusqu'à 16 unités).

Les CubeSats peuvent être utilisés seuls ou empilés pour répondre aux besoins d'une mission particulière. (Source : Agence spatiale canadienne.)

Quatre types de missions

Type de mission Description Exemple
Démonstration de technologies

L'environnement hostile de l'espace constitue le banc d'essai ultime. Les CubeSats peuvent faciliter la mise à l'essai de nouveaux instruments ou matériaux et la validation de leur état de préparation en vue d'une mission spatiale plus complexe.

On pourrait se servir d'un CubeSat pour étudier le rendement d'une nouvelle caméra thermique en l'utilisant avec différents paramètres afin d'évaluer la qualité des images saisies par l'instrument et la fiabilité globale de celui-ci.

Recherche scientifique

Les CubeSats peuvent transporter de petits instruments scientifiques servant à mener une expérience ou à prendre des mesures depuis l'espace.

Un CubeSat pourrait recueillir des données sur le champ magnétique pour que nous puissions mieux comprendre et prévoir ses fluctuations, ce qui améliorerait la détection des tremblements de terre.

Projets éducatifs

Les CubeSats permettent aux étudiants d'acquérir une expérience pratique exceptionnelle dans l'élaboration de missions spatiales, de la conception au lancement et à l'exploitation.

Des étudiants pourraient utiliser un CubeSat pour suivre les mouvements d'animaux sauvages, comme des troupeaux de rennes ou d'ours polaires, en captant les signaux radio émis par leur collier.

Nature commerciale

Les CubeSats peuvent être utilisés à des fins commerciales, comme pour la prestation de services de télécommunications ou la saisie d'images d'observation de la Terre.

Une entreprise propriétaire d'un CubeSat équipé d'une caméra pourrait vendre des images à haute résolution de la Terre à des clients des secteurs de l'agriculture, de l'urbanisme ou de l'informatique décisionnelle.

De petits cubes pleins de technologies

Source : Agence spatiale européenne.

Le saviez-vous? Fait numéro 1

1999 – Le premier concept de CubeSat est créé par des professeurs de l'Université d'État polytechnique de la Californie et de l'Université Stanford pour donner aux étudiants une expérience pratique et abordable de l'exploration spatiale.

Le saviez-vous? Fait numéro 2

2003 – Premier lancement d'un CubeSat.

Le saviez-vous? Fait numéro 3

À ce jour, 50 pays ont lancé plus de 510 CubeSats dans l'espace.

Comme n'importe quel autre satellite, les CubeSats sont construits spécialement pour répondre aux exigences de leur mission et ils ont au moins trois choses en commun :

  1. l'antenne et le système de communication radio, qui servent à envoyer des données vers la Terre et à en recevoir;
  2. la source d'alimentation, qui peut être un panneau solaire ou simplement une batterie;
  3. l'ordinateur, qui exécute les instructions pour assurer le bon fonctionnement du satellite.

En plus de ces composants, la structure cubique principale faite d'aluminium renferme des caméras, des capteurs ou des charges utiles scientifiques. Les antennes et les panneaux solaires peuvent être installés à l'extérieur de la structure.

Comment les CubeSats sont-ils lancés dans l'espace?

Généralement, on envoie les CubeSats en orbite en les plaçant dans les espaces libres d'une fusée. Ils sont entassés dans un contenant cylindrique et, lorsqu'on appuie sur un bouton, un ressort se détend et propulse les CubeSats dans l'espace. Ils peuvent aussi être lancés dans l'espace à partir de la Station spatiale internationale avec la même technique. On se sert alors du sas du module japonais. Comme tout autre satellite, on peut les faire voler seuls ou en constellation.

Des CubeSats lancés dans l'espace depuis la Station spatiale internationale. (Source : NASA.)

La taille, c'est primordial

La taille des satellites artificiels varie considérablement, des petits qui tiennent dans la paume de la main à ceux qui sont aussi gros qu'un autobus scolaire. Leurs dimensions et leurs coûts sont d'abord déterminés par la complexité et la nature des instruments qu'ils transportent (couramment appelés des charges utiles). Au cours des dernières années, grâce à la miniaturisation des technologies spatiales, la taille des satellites a diminué pour différentes raisons, la première étant le coût associé à l'assemblage et au lancement.

Combien pèse un CubeSat?

Description texte de l'image combien pèse un satellite

Source : Agence spatiale canadienne.

Les avantages des CubeSats

Points forts

  • Fabrication rapide : possible en moins de deux ans.
  • Coût : beaucoup moins chers que les gros satellites.
  • Technologie : pièces standard simples vendues dans le commerce.
  • Conception : simple, pour de courtes missions, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des couvertures thermiques.
  • Débris spatiaux : aucun, les CubeSats se désintègrent dans l'atmosphère après leur mission.

Points faibles

  • Portée : limitée, vu leur capacité réduite à embarquer des instruments scientifiques.
  • Durée de la mission : la plupart d'entre eux sont exploités pendant une période de 3 à 12 mois.

Qui utilise des CubeSats?

Les CubeSats ont rapidement dépassé le cadre des applications éducatives et sont devenus prisés par les gouvernements, l'industrie et les universités, qui collaborent tous pour accroitre leurs capacités technologiques.

Universités

Les CubeSats :

  • donnent aux étudiants de l'expérience dans le développement de matériel de vol et la réalisation de missions spatiales;
  • aident les professeurs et les facultés à préparer la prochaine génération de main-d'œuvre qualifiée du Canada.

Collin Cupido et Charles Nokes font partie d'une équipe d'étudiants de l'Université de l'Alberta qui a reçu des fonds de l'Agence spatiale canadienne pour fabriquer le CubeSat Ex-Alta 1 et participer à la mission internationale QB50 (disponible en anglais seulement). (Source : Collin Cupido, Université de l'Alberta.)

Gouvernements et industrie

Les CubeSats sont révolutionnaires. Ils sont fabriqués rapidement et ils sont petits, intelligents et économiques. Ils ont une grande valeur pour les gouvernements et l'industrie en :

  • fournissant une plateforme de développement technologique et de recherche scientifique à faible coût;
  • permettant d'accélérer les technologies homologuées pour le vol;
  • permettant d'établir des partenariats publics-privés novateurs;
  • offrant des occasions de développer l'expertise et les compétences nécessaires pour les carrières dans le secteur spatial.

Un regard vers l'avenir

Les CubeSats changent radicalement l'accès à l'espace : les développeurs et les utilisateurs s'empressent de profiter de cette nouvelle plateforme pour augmenter les activités de recherche et développement menées dans l'espace.

Les CubeSats servent même à des missions interplanétaires : la mission Mars Cube One (MarCO) (disponible en anglais seulement) de la NASA sera lancée vers la planète Mars en . Les CubeSats de MarCO serviront à tester un système de communication expérimental de relai des données vers la Terre pendant l'entrée dans l'atmosphère et l'atterrissage d'un engin.

Infographie montrant la future mission MarCO au cours de laquelle deux CubeSats passeront à proximité de Mars pendant que l'atterrisseur InSight se posera sur la surface de la planète rouge. (Source : NASA.)

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