NANOSATELLITES

Que contient un CubeSat ?

Même s’il est petit, le CubeSat n’en est pas moins complexe. Par rapport aux satellites de taille supérieure, il incorpore souvent des systèmes similaires, voire plus complexes.

Un CubeSat comporte avant tout une source d’énergie dans l’espace. À ce titre, les deux éléments de base sont les panneaux solaires et les batteries. La puissance fournie par un nanosatellite 3U est typiquement de l’ordre de 5 à 10 watts. L'énergie est donc précieuse et sa gestion représente une part importante de la mission. Il faut aussi pouvoir interagir avec le nanosatellite. Pour cela, le CubeSat comprend un système de communication radio. Les universitaires utilisent souvent des bandes de fréquences gracieusement prêtées par les radioastronomes amateurs via l’IARU (International Amateur Radio Union). Ces bandes UHF/VHF (souvent à 145 et 435 MHz) permettent une communication sûre à bas débit, évitant de passer par des bandes de communication commerciales, onéreuses et longues à obtenir. Enfin, le CubeSat inclut un ordinateur de bord chargé de recevoir les commandes, de les interpréter et de réagir en fonction. Chacun de ces éléments est crucial pour la survie du satellite. Une défaillance de l’un d’entre eux met immédiatement fin à la mission, le diagnostic et la réparation à distance étant généralement impossibles.

Un nanosatellite est aussi généralement équipé d’un module de contrôle d’attitude (ADCS pour Attitude, Determination and Control System). Le rôle premier de ce système est de stabiliser la rotation du nanosatellite, ce dernier étant souvent libéré dans l’espace avec une vitesse angulaire de plusieurs degrés par seconde. Cette procédure est appelée detumbling. Suivant les objectifs de la mission, l’ADCS peut ensuite être utilisé pour faire pivoter le nanosatellite et le pointer vers sa cible. En orbite basse, cette manipulation de l’ADCS se fait avec un magnéto-coupleur qui utilise le champ magnétique terrestre. En complément, le nanosatellite peut être équipé de roues de réaction, qui sont de petites masses dont la rotation fait pivoter le satellite par le principe de conservation du moment angulaire. L’élément permettant un pointage fin du satellite est le star tracker, constitué d’une caméra rapide qui repère les étoiles dans le ciel pour connaître précisément l’orientation du satellite. L’ensemble de ces composants de pointage, qui n’ont rien à envier en technicité à ceux des gros satellites, permet une précision de l’ordre de la trentaine de secondes d’arc, soit à peu près 0,008 degré.

Enfin, le dernier composant du CubeSat est l’équipement de la charge utile, défini par l’objectif spécifique de la mission.