NANOSATELLITES

Une multitude d’applications pour les scientifiques

L’Agence spatiale européenne (ESA), avec son appel « Voyage 2050 », décide de l’ensemble des missions spatiales scientifiques européennes jusqu’en 2050 ; dans ce cadre, les chercheurs doivent généralement attendre plusieurs décennies avant qu’une mission spatiale sur laquelle ils travaillent puisse se réaliser. Avec la technologie CubeSat, les délais d’accès à l’espace et les coûts sont réduits ; un nanosatellite de ce type peut être imaginé, réalisé et lancé en quelques années seulement. Bien sûr, en raison du fait que la taille est limitée, il n’est pas toujours possible de faire aussi bien qu’une mission standard de l’ESA. Mais il existe cependant de nombreuses possibilités.

Pour une mission astrophysique, il est ainsi possible d’embarquer un télescope en charge utile. Même si celui-ci est petit, il sera capable d’effectuer des observations sans l’influence de l’atmosphère, à travers des bandes spectrales se révélant opaques depuis le sol. Les astronomes peuvent ainsi observer le Soleil, les étoiles, les exoplanètes, à des longueurs d’onde inaccessibles aux observatoires terrestres. Pour les spécialistes de la météorologie de l’espace, un équipement spécifique en charge utile peut mesurer la puissance du vent solaire, l’activité géomagnétique… Il est aussi possible de regarder vers la Terre, mesurer la réflexion du Soleil sur les océans, le déplacement des continents, l’humidité des sols…

Les premiers utilisateurs de ces nanosatellites standards ont été les étudiants et les universitaires. Le premier CubeSat français, ROBUSTA (Radiation On Bipolar for University Satellite Test Application), développé par l’université de Montpellier-2 et lancé en 2012 par la fusée européenne Vega, n’a survécu en orbite que quelques jours, en raison d’un défaut de câblage électrique. Sa mission était de mesurer la dégradation en vol, sous l'effet de rayonnements ionisants, de composants électroniques à base de transistors bipolaires. L’Union européenne s’est lancée dans cette technologie en finançant, à hauteur de 8 millions d’euros entre 2011 et 2017, le projet QB50 prévoyant la conception, par des équipes universitaires, et le lancement de 50 CubeSats au format 2U et 3U destinés à l’étude de la thermosphère. Plus de 300 étudiants, 50 universitaires et 24 pays se sont impliqués dans cette aventure. Sur les 50 nanosatellites, 28 ont été mis en orbite depuis la Station spatiale internationale et 8 par la fusée indienne PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle), les autres n’ayant pas obtenu la qualification pour être lancés. Seuls quelques-uns ont fourni des données scientifiques utiles. Le premier CubeSat européen à vocation de recherche astronomique, PicSat, a été développé par l’Observatoire de Paris et lancé en janvier 2018 par la fusée PSLV pour observer durant un an le transit de l’exoplanète Bêta Pictoris b devant son étoile. Il s’est arrêté de communiquer le 2 mars 2018.

Les résultats contrastés de ces premières utilisations viennent rappeler que si l’espace est devenu à portée des bourses universitaires, il reste néanmoins un milieu foncièrement hostile où le vide, les radiations et les variations de températures extrêmes peuvent mettre rapidement fin aux missions. Toutefois, le faible coût des nanosatellites permet d’envisager un nouveau lancement. Ainsi, le satellite ROBUSTA-1B, évolution de ROBUSTA, a été mis en orbite en 2017 et a fonctionné pendant plus de deux ans.