NANOSATELLITES

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La catégorie des petits satellites artificiels (poids n’excédant pas 500 kg) se compose des minisatellites (100 à 500 kg), des microsatellites (10 à 100 kg), des nanosatellites (1 à 10 kg) et des picosatellites (100 à 1 000 g). Se définissant donc par leur poids, les nanosatellites sont devenus populaires lors de l’apparition d’un format standard, le CubeSat (dont l’unité de base est un cube de 10 cm de côté), défini à la fin des années 1990. Le premier lancement d’un CubeSat a eu lieu en 2003. Depuis, ces nanosatellites ne cessent de se développer. Leur succès est lié à leur faible coût de lancement (par rapport à un satellite classique) ainsi qu’à la standardisation de leurs composants.

Les Cubesats ont été initialement conçus pour l’éducation, afin de faciliter l’accès aux étudiants à l’espace et de leur permettre de se former en vue de leur professionnalisation dans le secteur spatial. Les chercheurs et les universitaires ont ensuite adopté ce gabarit de satellites pour réaliser rapidement des missions scientifiques, profitant de la miniaturisation des composants spatiaux. Les nouveaux protagonistes privés de l’espace (SpaceX, Blue Origins, Rocket Lab…) utilisent désormais cette technologie pour proposer des accès à l’espace à faible coût. On voit désormais naître des projets de mégaconstellations de satellites, comprenant des milliers – voire des dizaines de milliers – de petits satellites travaillant de concert pour assurer une même mission.

La révolution CubeSat

C’est en 1999 que des professeurs de l’université polytechnique de Californie (Cal Poly) et de l'université Stanford établissent le standard CubeSat. Celui-ci est principalement défini par une taille et une forme. L’unité de base, baptisée 1U (U pour unit), d’environ 2 kilogrammes, est proche d’un cube de 10 centimètres de côté (sa taille exacte étant de 10 × 10 × 11,35 cm). La taille du nanosatellite peut être modulée en assemblant ces unités : un CubeSat 2U est ainsi défini par une longueur de 22,7 centimètres et un 3U par une longueur de 34,05 centimètres ; suivant la même logique, il existe aussi des Cubesats 6U et 12U. L’objectif de ces formats est de permettre aux étudiants de travailler sur de petits satellites de quelques kilogrammes (24 kilogrammes au maximum pour un 12U). Grâce à ce standard, le développement est facilité par la possibilité de réutiliser les designs de sous-systèmes mis en place lors des missions précédentes, mais l’argument principal est bien de diminuer le coût de l’accès à l’espace.

Pour une bonne compréhension, il est intéressant d’établir le parallèle avec le transport maritime. Dans les années 1950, celui-ci était cher et peu efficace. Les biens de toutes tailles et de tous poids étaient empilés sur des palettes de bois. Les débardeurs devaient ensuite les charrier dans la soute (souvent à la main) et les agencer de façon à ce que le chargement résiste aux mouvements induits par la haute mer. Plusieurs semaines étaient nécessaires pour embarquer ou débarquer le chargement d’un navire. Ce n’est que vers la fin des années 1960 que le transport maritime a été révolutionné grâce à l’adoption du conteneur – typiquement un pavé de 2,4 mètres de largeur, 2,6 mètres de hauteur et 12 mètres de longueur. Grâce à cette standardisation, on peut aisément agencer les marchandises transportées, les charger et les décharger. Avec un prix de l’ordre de 50 dollars la tonne pour un transport transatlantique, les coûts du transport maritime sont devenus si bas qu’ils sont souvent assimilés à zéro par les économistes.

La même logique s’applique aux CubeSats, l’adoption du format de taille s’est faite par le développement simultané d’un système universel de déploiement appelé POD (Pico Orbital Deployer). Servant d’interface entre le lanceur et le nanosatellite, il est capable de distribuer dans l’espace n’importe quel satellite, pourvu qu’il soit au format CubeSat. Avec le P-POD (P pour Poly) de l’université Cal Poly, par exemple, on peut embarquer un CubeSat 3U, mais aussi un assemblage de même volume (par exemple, un 2U et un 1U, ou 3 satellites 1U). Les plus gros POD peuvent contenir une somme de CubeSats égale à 12 unités. Jusqu’au dernier moment, il est possible d’intervertir les CubeSats dans le POD de la fusée, fluidifiant ainsi les possibilités de lancement.

Le premier lancement d’un CubeSat a été effectué en 2003 à bord d’une fusée russe de type Rockot. Le POD prend typiquement la place disponible sous la coiffe des lanceurs, rentabilisan [...]

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Nanosatellite PicSat

Nanosatellite PicSat
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Sylvestre LACOUR, « NANOSATELLITES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 26 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/nanosatellites/