Histoires à succès

Satellites des temps modernes dotés d'intelligence grâce à une entreprise canadienne

NGC Aerospace à l'œuvre

Dans le cadre de son programme de démonstration d'autonomie à bord des satellites (PROBA), l'Agence spatiale européenne (ESA) explore la faisabilité de concevoir des satellites capables de gérer de façon autonome leurs propres fonctions de navigation, de guidage et de commande. La charge de travail des équipes au sol qui contrôlent les satellites serait ainsi grandement simplifiée ce qui réduirait les coûts des exploitants et améliorerait l'efficacité des satellites. NGC Aerospace Ltd., une entreprise de Sherbrooke, au Québec, joue un rôle de premier plan dans le cadre de ces travaux de recherche et de développement de l'ESA.

Grâce à la collaboration de l'Agence spatiale canadienne (ASC) avec l'ESA, NGC s'est vu octroyer en 1998 un contrat de 365 000 $ (280 000 €) pour mettre au point un système de guidage, de navigation et de commande autonome pour le satellite PROBA-1.

Lancé à l'automne 2001, PROBA-1 – le premier de la série de satellites PROBA de l'ESA – utilise une imagerie hyperspectrale (un instrument utilisant une grande partie du spectre électromagnétique pour observer la Terre) et une caméra haute résolution pour faire ses missions d'observation de la Terre. Ces instruments ne sont pas commandés par des équipes d'opérateurs au sol, comme c'est le cas dans une mission typique, mais bien par un logiciel installé à bord du satellite et fonctionnant sans aucune intervention. Essentiellement, ce logiciel créé par NGC prévoit à quel moment PROBA-1 volera au-dessus d'une cible particulière. Il effectue ensuite les manœuvres permettant à l'astronef d'être dans la position et dans l'orientation voulues afin que la caméra et le système d'imagerie fassent leurs tâches de façon précise et autonome.

Quand le succès frappe deux fois

NGC a remporté un tel succès avec PROBA-1 que l'ESA lui a octroyé en 2009 un second contrat de 610 000 $ (468 000 €) afin de rendre le second satellite PROBA encore plus autonome. Entre autres innovations, le logiciel de guidage, de navigation et de commande de deuxième génération installé sur le satellite d'observation du Soleil PROBA-2 peut à lui seul étalonner les capteurs de l'astronef, mesurer les perturbations environnementales et compenser leurs effets, et faire périodiquement des manœuvres pour que les capteurs stellaires soient constamment dirigés vers le champ d'étoiles, sans interférence de la Terre.

L'innovation à son apogée

Grâce à ce programme de démonstration de technologies de l'ESA, NGC a pu tester en vol six technologies expérimentales et novatrices de guidage, de navigation et de commande qui préparent le terrain à des missions d'observation et d'exploration de la Terre. L'une de ces expériences est faite avec le logiciel de détermination de l'orientation et de l'orbite du satellite, appelé LOCOOS (LOw Cost Orbit and Orientation State estimation), financé par le Programme de développement des technologies spatiales (PDTS) de l'ASC.

À l'aide de capteurs simples, fiables et peu coûteux, LOCOOS peut déterminer le pays au-dessus duquel un satellite est en train de voler et dans quelle direction sont dirigées sa charge utile et ses caméras, et ce, sans intervention humaine! La technologie LOCOOS est donc idéale pour le positionnement et la commande d'une nouvelle génération de satellites plus petits et moins coûteux. Bien que le logiciel LOCOOS fasse encore actuellement l'objet d'essais en vol, les premiers résultats semblent indiquer qu'il sera en mesure de répondre à toutes les attentes.

De nouvelles missions en perspective grâce aux contrats de l'ASC

L'idée du logiciel de navigation LOCOOS a germé lorsque NGC s'est associé aux missions PROBA, mais les fonds pour concrétiser le projet ont été fournis par l'ASC. Le premier contrat de 196 000 $, conclu en vertu du PDTS, a été suivi par un second contrat de 756 000 $ pour développer LOCOOS-2, une version générique du logiciel de navigation pouvant utiliser les mesures d'une douzaine de types de capteurs différents, pouvant ainsi être adaptée à n'importe quel type de petit satellite à coût moins élevé – ce qui est un pas de géant pour l'ASC, toujours en quête de technologies novatrices pour de petites plateformes satellitaires.

Les technologies spatiales d'automation des satellites mises au point par NGC aident aussi le Canada et l'Europe à préparer des missions vers la Lune et Mars. En collaboration avec ses partenaires canadiens, NGC développe des systèmes de navigation, de guidage et de commande pour les modules orbitaux, les atterrisseurs et les véhicules robotisés que l'on prévoit utiliser dans ces missions. NGC participe actuellement à la conception d'une mission robotique de l'ESA visant à faire atterrir un astronef sur le pôle sud de la Lune.

Emplois et investissements grâce aux logiciels novateurs de NGC

Les contributions de NGC aux missions et projets des satellites PROBA, par exemple LOCOOS, ont laissé leur marque sur l'entreprise. Ainsi, au cours des dix dernières années, NGC a créé des emplois et entretenu une équipe composée, en moyenne, de six ingénieurs (deux ayant un doctorat et quatre une maîtrise), et de quatre stagiaires recrutés parmi des étudiants. Aujourd'hui, l'entreprise emploie environ 14 ingénieurs.

Attirée par l'efficacité des satellites autonomes, et leur prix modeste, l'industrie de l'aérospatiale, au Canada comme en Europe, commence à adopter le logiciel novateur de NGC. En fait, NGC négocie en ce moment la première vente commerciale de la technologie PROBA, avec un fabricant de satellites désirant vendre des satellites autonomes à d'autres pays. Parallèlement, grâce à l'aide de l'ASC, le logiciel de navigation LOCOOS est presque mûr pour la commercialisation.

En attendant, en grande partie grâce au soutien de l'ASC, l'approche pratique de NGC pour développer une technologie « mains libres » a permis à l'entreprise de décrocher un rôle dans le développement et la conception des satellites PROBA-3 de l'ESA. Dans le cadre de ce projet, un vol de deux satellites en formation est prévu pour prendre des images du Soleil. Ces images serviront aux travaux de recherche scientifique visant à mieux connaître l'évolution du Soleil. Ces deux satellites devront assurer de façon autonome la surveillance et le contrôle serrés de leur position et de leur orientation respectives pour éviter les collisions et pour répondre aux exigences strictes de la mission quant à leur position et leur pointage. L'entreprise aide les agences spatiales à moins dépendre d'équipes de contrôle au sol, mais ces mêmes agences dépendent de plus en plus de NGC Aerospace pour y arriver.