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Des petits satellites low-cost pour l’exploration spatiale
Jordi Puig-Suari est capable de porter un satellite dans chaque main. Ce Barcelonais installé aux Etats-Unis n’est pourtant pas un colosse. C’est que les CubeSats qu’il a conçus – et qui remportent un formidable succès – pèsent chacun moins de 1 kilo. Ils font partie de la famille des satellites de poche ou “picosatellites”, les poids plume de la vaste flotte d’engins qui tournent inlassablement autour de la Terre.
Le concept du CubeSat a ouvert les portes de l’espace à des universités et à des pays qui ne pouvaient pas accéder au cercle fermé des programmes des agences spatiales et n’auraient jamais imaginé pouvoir un jour envoyer leurs projets au-delà des nuages.
“En 1984, l’Espagne n’offrait pas encore de grandes perspectives dans le domaine de l’ingénierie aérospatiale”, explique Puig-Suari, se souvenant d’avoir sauté sur l’occasion d’entamer une carrière aux Etats-Unis. Son parcours outre-Atlantique a été couronné d’un tel succès que la revue Seed a pu dire de lui – en lui associant son collègue Bob Twiggs – qu’il était l’un des “cinq esprits révolutionnaires qui ont changé les règles du jeu”.
L’histoire des CubeSats a commencé en 1999. Puig-Suari avait transporté ses valises, remplies de problèmes et de solutions dans le domaine de la con*ception de satellites, de l’université d’Arizona à l’Ecole polytechnique de Californie (Cal Poly). L’implication des étudiants dans le développement de ces engins n’était plus à prouver, mais les freins du coût et des délais étaient énormes. “On fabriquait des sa*tellites de 20 ou 30 kilos, mais cela prenait trop de temps et les étudiants terminaient leur thèse sans avoir pu voir leur projet lancé dans l’espace”, se souvient Puig-Suari. C’est alors qu’il a rencontré sa “moitié” professionnelle : Bob Twiggs, professeur au département d’aéronautique de l’université Stanford.
En moins d’un an, Puig-Suari et Twiggs ont résolu ce Rubik’s Cube de l’ingénierie aérospatiale et donné le jour à la première version du CubeSat. Leur bébé a connu une croissance astronomique, dans tous les sens du terme : plus de 100 projets impliquant des CubeSats sont en cours dans le monde entier, plus de 20 sont déjà en orbite et une multitude d’entreprises et de services associés sont nés dans le sillage du cube de l’espace.
Une technologie parmi les plus avancées qui existent
L’unité de base est un cube de 10 centimètres de côté pesant au maximum 1 kilo. Ce bloc primaire peut être répété jusqu’à trois fois. Il offre un espace limité mais qui, bien utilisé, a permis de tester des technologies en vue de missions spatiales à venir. L’idée derrière le projet CubeSat est de déblayer le terrain pour les équipes d’étudiants novices dans le développement de satellites. Les composants peuvent être achetés dans le commerce, et certaines entreprises, comme Pumpkin, aux Etats-Unis, proposent même des kits complets avec tout ce qu’il faut pour commencer à travailler.
Pour le lancement, les inventeurs du CubeSat fournissent des conteneurs de type P-POD qui peuvent être embarqués dans une fusée. Jusqu’à présent, ce sont les fusées Dnepr et PSLV (respectivement russes et indiennes) qui ont été le plus sollicitées, pour un coût unitaire d’au moins 40 000 dollars. Deux sociétés, une néerlandaise et une canadienne, possèdent leurs pro*pres systèmes d’éjection, et d’autres fusées vont venir peu à peu élargir la gamme d’options, comme les Falcon de l’entreprise SpaceX ou le futur lanceur Vega de l’Agence spatiale européenne (ESA). “Nous n’aurions jamais imaginé arriver jusque-là”, avoue Puig-Suari. Entre autres surprises, les CubeSats ont permis à certains pays, comme la Colombie, la Malaisie, le Pakistan et la Turquie, de lever les yeux vers l’espace. Et des groupes de professeurs et d’étudiants des grands pays industrialisés peuvent maintenant lancer leurs projets sans avoir à frapper aux lourdes portes des agences spatiales.
On compte en Espagne au moins cinq projets à divers stades de développement et ayant des visées différentes, auxquels participent l’université de Vigo, l’université Miguel Hernández à Elche, l’université La Salle (Ramón Llull) à Barcelone et l’Université polytechnique de Catalogne. Parmi les efforts méritoires qui disposent de plus de talents que de fonds, il faut citer OPTOS, de l’Institut national de techniques aérospatiales (INTA) du ministère de la Défense. Le directeur de ce programme, César Martínez, explique pourquoi une institution comme l’INTA, qui a déjà fait ses preuves dans le domaine du satellite éducatif, s’intéresse au CubeSat : elle veut faire le trajet inverse. “Nous voulons donner au CubeSat une orientation plus professionnelle, précise-t-il. Nous voulons créer une gamme de picosatellites aussi performants que les grands, alors nous avons décidé d’adopter la norme CubeSat et de l’améliorer.” Le budget prévu est de 1,3 million d’euros.
“Leur technologie est l’une des plus avancées qui existent”, assure Martínez. Les améliorations apportées par OPTOS incluent un système de communication optique sans fil, un ordinateur de bord et un système d’intégration permettant de manipuler facilement chaque carte séparément. Le satellite d’OPTOS sera chargé de quatre missions, l’une d’entre elles étant de mesurer le champ magnétique terrestre. Martínez espère qu’il sera lancé entre 2009 et 2010.
Le projet a déjà engendré un produit dérivé : l’INTA a mis au point des technologies pour le projet XatCobeo de l’université de Vigo, né sous l’aile de l’ESA, soutenu par le gouvernement autonome de Galice et le ministère des Sciences et de l’Innovation, et doté d’un budget de 1,2 million d’euros. Selon le directeur de XatCobeo, Fernando Aguado, le premier satellite galicien “hérite de certains systèmes d’OPTOS”, comme le radiomètre. L’INTA lui a également légué un système de panneaux solaires déployables, pour compenser la surface limitée du cube. Fernando Aguado donne certains chiffres qui montrent déjà le succès de XatCobeo et s’inscrivent dans l’objectif initial des CubeSats. “Cinq thèses de doctorat et trente projets de fin d’études pourront être réalisés.” “Ce programme a certes un caractère éducatif, mais les critères de qualité seront les mêmes qu’à la NASA”, ajoute-t-il. Le projet galicien a une place réservée dans le vol inaugural de Vega, le nouveau lanceur de l’ESA, prévu fin 2009.
Par Javier Yanes ,Público. Courrier International
Jordi Puig-Suari est capable de porter un satellite dans chaque main. Ce Barcelonais installé aux Etats-Unis n’est pourtant pas un colosse. C’est que les CubeSats qu’il a conçus – et qui remportent un formidable succès – pèsent chacun moins de 1 kilo. Ils font partie de la famille des satellites de poche ou “picosatellites”, les poids plume de la vaste flotte d’engins qui tournent inlassablement autour de la Terre.
Le concept du CubeSat a ouvert les portes de l’espace à des universités et à des pays qui ne pouvaient pas accéder au cercle fermé des programmes des agences spatiales et n’auraient jamais imaginé pouvoir un jour envoyer leurs projets au-delà des nuages.
“En 1984, l’Espagne n’offrait pas encore de grandes perspectives dans le domaine de l’ingénierie aérospatiale”, explique Puig-Suari, se souvenant d’avoir sauté sur l’occasion d’entamer une carrière aux Etats-Unis. Son parcours outre-Atlantique a été couronné d’un tel succès que la revue Seed a pu dire de lui – en lui associant son collègue Bob Twiggs – qu’il était l’un des “cinq esprits révolutionnaires qui ont changé les règles du jeu”.
L’histoire des CubeSats a commencé en 1999. Puig-Suari avait transporté ses valises, remplies de problèmes et de solutions dans le domaine de la con*ception de satellites, de l’université d’Arizona à l’Ecole polytechnique de Californie (Cal Poly). L’implication des étudiants dans le développement de ces engins n’était plus à prouver, mais les freins du coût et des délais étaient énormes. “On fabriquait des sa*tellites de 20 ou 30 kilos, mais cela prenait trop de temps et les étudiants terminaient leur thèse sans avoir pu voir leur projet lancé dans l’espace”, se souvient Puig-Suari. C’est alors qu’il a rencontré sa “moitié” professionnelle : Bob Twiggs, professeur au département d’aéronautique de l’université Stanford.
En moins d’un an, Puig-Suari et Twiggs ont résolu ce Rubik’s Cube de l’ingénierie aérospatiale et donné le jour à la première version du CubeSat. Leur bébé a connu une croissance astronomique, dans tous les sens du terme : plus de 100 projets impliquant des CubeSats sont en cours dans le monde entier, plus de 20 sont déjà en orbite et une multitude d’entreprises et de services associés sont nés dans le sillage du cube de l’espace.
Une technologie parmi les plus avancées qui existent
L’unité de base est un cube de 10 centimètres de côté pesant au maximum 1 kilo. Ce bloc primaire peut être répété jusqu’à trois fois. Il offre un espace limité mais qui, bien utilisé, a permis de tester des technologies en vue de missions spatiales à venir. L’idée derrière le projet CubeSat est de déblayer le terrain pour les équipes d’étudiants novices dans le développement de satellites. Les composants peuvent être achetés dans le commerce, et certaines entreprises, comme Pumpkin, aux Etats-Unis, proposent même des kits complets avec tout ce qu’il faut pour commencer à travailler.
Pour le lancement, les inventeurs du CubeSat fournissent des conteneurs de type P-POD qui peuvent être embarqués dans une fusée. Jusqu’à présent, ce sont les fusées Dnepr et PSLV (respectivement russes et indiennes) qui ont été le plus sollicitées, pour un coût unitaire d’au moins 40 000 dollars. Deux sociétés, une néerlandaise et une canadienne, possèdent leurs pro*pres systèmes d’éjection, et d’autres fusées vont venir peu à peu élargir la gamme d’options, comme les Falcon de l’entreprise SpaceX ou le futur lanceur Vega de l’Agence spatiale européenne (ESA). “Nous n’aurions jamais imaginé arriver jusque-là”, avoue Puig-Suari. Entre autres surprises, les CubeSats ont permis à certains pays, comme la Colombie, la Malaisie, le Pakistan et la Turquie, de lever les yeux vers l’espace. Et des groupes de professeurs et d’étudiants des grands pays industrialisés peuvent maintenant lancer leurs projets sans avoir à frapper aux lourdes portes des agences spatiales.
On compte en Espagne au moins cinq projets à divers stades de développement et ayant des visées différentes, auxquels participent l’université de Vigo, l’université Miguel Hernández à Elche, l’université La Salle (Ramón Llull) à Barcelone et l’Université polytechnique de Catalogne. Parmi les efforts méritoires qui disposent de plus de talents que de fonds, il faut citer OPTOS, de l’Institut national de techniques aérospatiales (INTA) du ministère de la Défense. Le directeur de ce programme, César Martínez, explique pourquoi une institution comme l’INTA, qui a déjà fait ses preuves dans le domaine du satellite éducatif, s’intéresse au CubeSat : elle veut faire le trajet inverse. “Nous voulons donner au CubeSat une orientation plus professionnelle, précise-t-il. Nous voulons créer une gamme de picosatellites aussi performants que les grands, alors nous avons décidé d’adopter la norme CubeSat et de l’améliorer.” Le budget prévu est de 1,3 million d’euros.
“Leur technologie est l’une des plus avancées qui existent”, assure Martínez. Les améliorations apportées par OPTOS incluent un système de communication optique sans fil, un ordinateur de bord et un système d’intégration permettant de manipuler facilement chaque carte séparément. Le satellite d’OPTOS sera chargé de quatre missions, l’une d’entre elles étant de mesurer le champ magnétique terrestre. Martínez espère qu’il sera lancé entre 2009 et 2010.
Le projet a déjà engendré un produit dérivé : l’INTA a mis au point des technologies pour le projet XatCobeo de l’université de Vigo, né sous l’aile de l’ESA, soutenu par le gouvernement autonome de Galice et le ministère des Sciences et de l’Innovation, et doté d’un budget de 1,2 million d’euros. Selon le directeur de XatCobeo, Fernando Aguado, le premier satellite galicien “hérite de certains systèmes d’OPTOS”, comme le radiomètre. L’INTA lui a également légué un système de panneaux solaires déployables, pour compenser la surface limitée du cube. Fernando Aguado donne certains chiffres qui montrent déjà le succès de XatCobeo et s’inscrivent dans l’objectif initial des CubeSats. “Cinq thèses de doctorat et trente projets de fin d’études pourront être réalisés.” “Ce programme a certes un caractère éducatif, mais les critères de qualité seront les mêmes qu’à la NASA”, ajoute-t-il. Le projet galicien a une place réservée dans le vol inaugural de Vega, le nouveau lanceur de l’ESA, prévu fin 2009.
Par Javier Yanes ,Público. Courrier International