Le nanosatellite : un nouveau mode d’accès à l’espace
Formant trois cubes de 10 centimètres de côté, n’étant pas plus lourd qu’un chat (3,5 kg) et consommant l'équivalent d'une ampoule économique, le nanosatellite PicSat, entièrement conçu et développé à l’Observatoire de Paris - PSL, sera lancé le 12 janvier. Il permettra aux scientifiques de mieux connaître le système de l’étoile Beta Pictoris. Claude Catala, Président de l’Observatoire de Paris, revient sur les grands enjeux de ce projet inédit.
PicSat appartient à la famille des cubesats, un concept de nanosatellite né en 1999 aux Etats-Unis, pour permettre à des universités d’envoyer, à moindre coût, des instruments dans l’espace. PicSat fait 3,5 kg et tiendrait dans une boite à chaussure ! Il a été entièrement conçu et développé à l’Observatoire de Paris-PSL, avec le soutien du LabEx ESEP. Le vendredi 12 janvier, il devrait être mis en orbite par un lanceur indien, PSLV, grâce notamment à une forte participation de PSL pour couvrir le coût du lancement et un financement européen sous la forme d'une ERC starting Grant.
Ce projet n’aurait pas vu le jour sans le soutien apporté également par PSL au déploiement de son campus spatial sur notre site meudonnais : baptisé C²ERES, pour « Campus et Centre de Recherche pour l’Exploration Spatiale ». Son installation est quasiment achevée et son inauguration officielle est prévue au printemps 2018.
Dès l’origine, C²ERES a été imaginé comme une pépinière de projets pédagogiques pour permettre à nos étudiants en Master de se former aux métiers de l’ingénierie spatiale, en concevant et en réalisant des nanosatellites, mais aussi comme une plateforme de développement de projets scientifiques, tels PicSat.
Un écosystème d’outils et d’échanges entre projets spatiaux
Quelle que soit l’issue du lancement prévu le 12 janvier 2018, le projet PicSat peut être considéré comme une réussite.
C’est tout un encadrement adapté qui est ainsi offert, depuis l’analyse de missions spatiales, jusqu’aux plans de développement et à la préparation des revues. Le dialogue inter-projets est encouragé et facilité, grâce à des outils partagés, des supports méthodologiques et des échanges d’expérience entre chefs de projets.
Ainsi, à Meudon, ont été rassemblés en un même endroit des moyens de tests sur composants de nanosatellites, une salle d’ingénierie concourante permettant l’étude intégrée de systèmes spatiaux, ainsi que tout un environnement adapté pour les travaux de stage des étudiants. Enfin, une station sol UHF/VHF permet les opérations en vol. A terme, une reconstruction de mission sur les moyens d’ingénierie sera possible : à partir des données de vol recueillies (orbites, attitudes, diagnostics des systèmes ou housekeeping), les étudiants pourront reproduire et expliquer le déroulement normal ou anormal d’une mission et d’en extraire ainsi un retour d’expérience.
L’ensemble des projets forme une communauté de professionnels et d’étudiants et, plus largement, un véritable réseau à la fois académique et industriel. Les étudiants y expérimentent souvent leur premier réseau. Les professionnels y trouvent une veille dynamique et un vivier de partenaires potentiels dans le milieu très évolutif et innovant des cubesats.
De lourds investissements
C²ERES a nécessité des équipement spécifiques (sous-systèmes pour cubesats, bancs de test, cage de Helmholtz, logiciels spécifiques, etc) et des aménagement lourds (redistribution des surfaces, désamiantage des locaux, déménagement d’équipements informatiques, renforcement des planchers, installation d’une cuve à vide, création d’une salle blanche, mise à niveau de l’alimentation électrique, etc). Dès 2016, PSL a participé à hauteur de 200 k€ au financement de ces développements, que l’on peut qualifier de stratégiques pour le rayonnement des activités spatiales françaises.
Aujourd’hui, ces investissements importants portent leurs fruits, et même, au-delà de toute espérance. Réalisé en trois ans seulement tout en respectant l’ensemble des phases de développement pour un projet spatial, PicSat est l’un des premiers nanosatellites au monde à être envoyés dans l’espace avec un objectif purement scientifique : l’observation du transit d’une exoplanète devant l’étoile Beta-Pictoris, et la détermination de ses caractéristiques. Comparés aux gros satellites dont la réalisation nécessite des décennies de développement, les nanosatellites, utilisés au départ à des fins pédagogiques et industrielles, commencent désormais à séduire la communauté scientifique. C’est une nouvelle approche instrumentale qui s'amorce pour la recherche spatiale française. Quelle que soit l’issue du lancement prévu le 12 janvier 2018, le projet PicSat peut être considéré comme une réussite.
Le projet PicSat
PicSat est né d’une idée de Sylvestre Lacour, chercheur au CNRS à l'Observatoire de Paris-PSL, en collaboration avec Alain Lecavelier des Etangs, de l'Institut d'Astrophysique de Paris (CNRS/Sorbonne Université), qui travaille sur le système Beta Pictoris depuis de nombreuses années. Sylvestre Lacour a concrétisé ensuite le projet au sein de son laboratoire, le Lesia (Observatoire de Paris - PSL/CNRS/Sorbonne Université/Université Paris-Diderot) avec une petite équipe de chercheurs et ingénieurs. C’est ainsi une nouvelle approche instrumentale qui s’amorce pour la recherche spatiale française. Les développements technologiques se sont opérés dans le cadre du campus spatial C2ERES de l’Université PSL, sur le site de l’Observatoire de Paris, à Meudon. Le projet PicSat s’est concrétisé principalement grâce à un financement de l’European Research Council (ERC). Il a reçu également le soutien du CNES, du Labex ESEP et de la FONDATION MERAC dans le cadre de son programme d’aide aux jeunes chercheurs en astrophysique.
Crédits photos © Observatoire de Paris-PSL / LESIA