ESA – Une chute des CubeSats

Quatre CubeSats pionniers de la technologie de l’ESA sont rentrés dans l’atmosphère terrestre au cours des derniers mois. Chacune n’avait qu’à peu près la taille d’une boîte à chaussures ou moins, mais malgré leurs dimensions réduites, les missions ont laissé un héritage démesuré en termes de démonstration de technologies spatiales innovantes, de renforcement des capacités industrielles et de retour de données scientifiques.

« Les phases de démonstration en orbite de ces missions à l’ESA étaient déjà terminées », explique Roger Walker, responsable de la technologie CubeSats de l’ESA. “Les compagnies qui les supervisent ont cependant continué à les exploiter après la conclusion de notre implication, acquérant une expérience de vol supplémentaire jusqu’à la fin, jusqu’à leur rentrée.”

Les CubeSats sont de petits satellites à faible coût construits à partir de boîtiers standardisés de 10 cm. Développées à l’origine pour des usages éducatifs, ces plates-formes hautement performantes trouvent de plus en plus d’utilisations opérationnelles. La direction Technologie, Ingénierie et Qualité de l’ESA les emploie pour fournir au secteur spatial européen des premières démonstrations en vol d’innovations prometteuses, ciblant généralement simultanément des objectifs scientifiques ou d’observation de la Terre.

Les CubeSats avaient été intentionnellement déployés à des altitudes suffisamment basses pour que leurs orbites se désintègrent naturellement avec le -, conformément à la réglementation de l’ESA sur les débris spatiaux.

SIMBA a suivi le Soleil

Développé pour l’ESA par un consortium dirigé par la Belgique, le CubeSat SIMBA (Sun-Earth IMBAlance), qui a été lancé en septembre 2020 et rentré le 14 août, a exploité un système de détermination et de contrôle d’attitude très précis basé sur une caméra expérimentale de suivi d’étoiles et une réaction. roues.

Cela a permis au radiomètre principal de SIMBA d’effectuer des mesures de l’irradiance solaire totale (la quantité d’énergie solaire que la Terre reçoit du Soleil) et la quantité qui lui est renvoyée, afin de déterminer le bilan de rayonnement de la Terre, une variable vitale pour les études climatiques.

« Installer un radiomètre à bord d’un si petit satellite s’est avéré un véritable défi », se souvient Stijn Nevens de l’Institut royal météorologique de Belgique, chercheur principal de la mission. « Nous avons dû omettre certaines caractéristiques des radiomètres conventionnels, ce qui a nécessité un travail supplémentaire au stade du traitement des données, mais nous avons beaucoup appris. Pour moi, cela a été un chemin long et sinueux – ça fait bizarre de ne plus avoir SIMBA dans le ciel !

Tjorven Delabie, de la start-up belge ArcSec Space, issue de la KU Leuven, ajoute : « Notre spin-off ne serait probablement pas là sans la mission SIMBA. Il a fallu un algorithme startracker qui était auparavant une entreprise très académique et a démontré que notre approche fonctionnait réellement dans l’espace, donnant ainsi beaucoup de traction sur le marché.

«Jusqu’à présent, nous avons vendu plus d’une centaine de startrackers dans le monde, et nous suivons avec des roues à réaction et, à terme, un ADCS complet pour CubeSats. SIMBA étant une partie si importante de notre histoire, recevoir l’e-mail qu’il avait renvoyé a été un moment un peu triste, presque comme si quelqu’un était mort, mais nous sommes impliqués dans la mission de suivi CubeSpec de l’ESA.

RadCube a surveillé les impacts de la météo spatiale sur la magnétosphère terrestre

Six jours plus tard, SIMBA a été suivi dans sa rentrée atmosphérique par la mission RadCube venue de Hongrie, de Pologne et du Royaume-Uni, chargée d’étudier la météorologie spatiale.

Équipé de magnétomètres miniaturisés pour cartographier les perturbations du champ magnétique terrestre ainsi que d’un détecteur de « télescope » de rayonnement spatial, le CubeSat lancé en août 2021 était au bon endroit au bon moment alors que le Soleil entrait dans son pic d’activité de 11 ans, donnant à détecter de nombreuses tempêtes solaires et des aurores terrestres actives.

Et les magnétomètres MAGIC de RadCube, basés sur des capteurs « magnétorésistifs » en vente libre, généralement utilisés dans les disques durs d’ordinateurs ou les smartphones, seront réutilisés sur un CubeSat de l’ESA appelé HENON, qui s’aventurera au-delà de la Terre dans l’espace lointain afin d’étudier la météo spatiale. . Les mêmes capteurs MAGIC sont également destinés à faire partie d’une « station météorologique spatiale » pour la passerelle lunaire en orbite autour de la Lune, l’European Radiation Sensors Array.

« RadCube a été une opportunité extrêmement précieuse, nous permettant de démontrer les capacités de MAGIC », explique Jonathan Eastwood de l’Imperial College de Londres.

« Pour commencer, nous avons validé avec succès les performances de l’instrument et démontré que ces capteurs, d’un ordre de grandeur plus petit et plus économes en énergie que ceux utilisés pour les missions scientifiques typiques, pouvaient toujours répondre aux exigences nécessaires à la surveillance météorologique spatiale des perturbations du champ magnétique dans des conditions de faible luminosité. Orbite terrestre.

« La cerise sur le gâteau a été le fonctionnement du RadCube pendant l’intense tempête géomagnétique de mai 2024, la plus forte depuis 20 ans. Cela montre que les instruments basés sur la technologie MAGIC peuvent contribuer aux objectifs de surveillance de la sécurité spatiale de l’ESA. Nous sommes vraiment ravis de contribuer désormais à d’autres instruments MAGIC aux projets ERSA et HENON de l’ESA.

Analyse aux rayons X du Soleil en éruption par Sunstorm

Le 5 septembre a eu lieu la rentrée de Sunstorm, réalisée par un consortium dirigé par la Finlande et pilotée sur le même lanceur que RadCube. Il a hébergé un nouveau type de spectromètre à rayons X solaire pour caractériser les fortes impulsions de rayons X qui accompagnent les éjections de masse coronale – des éruptions massives de plusieurs millions de tonnes de matière à la surface du Soleil, donnant lieu à leur tour à des tempêtes solaires susceptibles de impact sur les satellites dans l’espace ainsi que sur les infrastructures terrestres d’énergie et de communication.

Avec sa technologie de base éprouvée dans l’espace, une version opérationnelle grandeur nature de l’instrument XFM-CS (X-ray Flux Monitor for CubeSats) de Sunstorm devrait désormais être embarquée sur le satellite américain NOAA Space Weather Next L1 en 2029.

La formation volant GOMX-4B a échangé des cryptos

La rentrée la plus récente du Technology CubeSat a eu lieu le 9 octobre, marquant la fin du GOMX-4B CubeSat de l’ESA développé par GOMSpace au Danemark. Volés conjointement avec le GOMX-4A du ministère danois de la Défense en février 2018, les deux hommes ont fait une démonstration de vol en formation basé sur des propulseurs à gaz froid et du partage de données via des liaisons inter-satellites. GomX-4B a également hébergé l’imageur hyperspectral HyperScout pour l’observation de la Terre, fourni par cosine Remote Sensing aux Pays-Bas.

“La mission GomX-4B a joué un rôle central dans la démonstration des capacités de l’imageur hypersectral cosinus HyperScout, démontrant ainsi son potentiel pour la première fois”, commente Marco Esposito, directeur général de cosinus.

Des versions de suivi d’HyperScout ont ensuite été déployées dans le cadre de la mission FSSCat (Earth-observing Federated Satellite Systems) de l’ESA et de la mission Hera sur l’astéroïde, tandis que le Juventas CubeSat de Hera a incorporé une évolution des propulseurs à gaz froids GomX-4B de GOMSpace Suède.

Au cours de la phase de mission prolongée, GOMX-4B a également pu effectuer plusieurs démonstrations initialement imprévues en reconfigurant son logiciel et ses radios en orbite. Cela comprenait la première démonstration de communications Internet des objets 5G à partir d’un nanosatellite avec OQTECH du Luxembourg et les premières transactions de cryptomonnaie effectuées dans l’espace avec JP Morgan.

« La mission GOMX-4 constitue désormais une partie importante de notre héritage, et les produits, les capacités et la fiabilité démontrés au cours de cette mission continuent d’être un atout important pour instaurer la confiance avec les clients existants et futurs », déclare Lars Krogh Alminde, co-fondateur. et vice-président de la stratégie et du développement commercial.

Une mission de suivi dédiée, GOMX-5, est en cours de développement.

Les CubeSats technologiques de l’ESA

L’ESA soutient les CubeSats technologiques à travers l’élément « Fly » de son programme général de soutien technologique, et de nombreux autres sont en préparation. Outre HENON, CubeSpec et GOMX-5, dont le lancement est prévu en 2026, d’autres missions incluent GENA-OT de l’année prochaine, qui testera une nouvelle plate-forme 16U d’OroraTech et réalisera de nombreuses expériences technologiques. Pendant ce -, le PRETTY CubeSat de l’ESA, destiné aux tests de réflectométrie du système de navigation par satellite, continue de fonctionner en orbite.

« Ces petites missions sont comme des tremplins vers l’avenir, démontrant des technologies et des approches de mission prometteuses de manière rentable », ajoute Roger. « Nous travaillons avec les sociétés chargées de la mise en œuvre sur la démonstration en orbite, mais une fois ce travail terminé, généralement dans un délai d’un an, elles sont alors libres de continuer à utiliser les missions de manière expérimentale ou commerciale, acquérant ainsi une expérience de vol très importante bien au-delà de leurs attentes. durée de vie et maximiser le retour sur investissement global pendant plusieurs années par la suite.

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