Haut de page

Wébinaire - Accès à l’espace : Plateformes et services de lancement

Description

Publiée le 14 décembre, 2022

52 vues

Wébinaire - Accès à l’espace : Plateformes et services de lancement

2022-12-14 – Webinaire sur les plates-formes et les services de lancement actuellement disponibles utilisés pour placer de petits satellites en orbite animé par Tony Pellerin, Gestionnaire (Mécanique). (Source : Agence spatiale canadienne.)

Transcription

Mario Ciaramicoli: Donc, bonjour à tous, mon nom est Mario Ciaramicoli et je suis le facilitateur pour ce webinaire. Merci de vous joindre à nous pour cet évènement qui ne manquera pas d’être instructif pour nous tous.

Vous remarquerez que le chat et les micros sont fermés afin de nous assurer que nous pouvons terminer la présentation dans le temps alloué. Vous êtes cependant invités à soumettre vos questions à l’adresse email à l’écran en anglais ou en français et nous essaierons de faire en sorte que les présentateurs y répondent lors de la période de questions-réponses de 15 minutes à la fin de l’heure. Si nous ne répondons pas à votre question, nous visons à publier toutes les questions et réponses sur la page web de l’évènement dans un proche avenir ainsi que la présentation et un enregistrement de l’évènement d’aujourd’hui.

Et maintenant, j’aimerais vous présenter André Jodoin qui présentera nos conférenciers invités.

André Jodoin: Bonjour, je m’appelle André Jodoin, je suis chef de programme pour les petites missions de satellites. Le but du webinaire aujourd’hui est de fournir les informations générales sur les CubeSats, les lanceurs, les plateformes hébergées et les considérations réglementaires à toute personne intéressée à voler des projets dans l’espace.

Notre présentateur principal aujourd’hui pour la session en français est Tony Pellerin. Tony est justement du groupe de mécanique de la Division du développement de l’ingénierie, Direction des sciences et technologies spatiales. Tony a travaillé récemment sur l’Initiative canadienne des CubeSats. Il est également délégué canadien auprès de l’ESA pour les programmes de SATCOM et de navigation.

Son assistant qui a présenté la semaine dernière le webinaire en anglais, Alfred Ng est gestionnaire de portefeuille de projets, de programmes dans la Division de développement d’ingénierie dans la Direction des sciences et technologies spatiales. Il a aussi travaillé sur l’Initiative canadienne CubeSat et ainsi que le programme STRATOS. Alors, je passe immédiatement la parole à Tony pour commencer la présentation.

Tony Pellerin: Oui, merci André. Est-ce que, Mario, t’as indiqué pour les questions l’adresse courriel comme il faut?

Mario Ciaramicoli: L’adresse a été affichée à l’écran, peut-être l’afficher de nouveau.

Tony Pellerin: Juste l’afficher de nouveau pour que les gens puissent la voir, on va la mettre dans le chat ici.

Mario Ciaramicoli: D’accord.

Tony Pellerin: Donc, là… André Jodoin: On va la mettre…

Tony Pellerin: … tout au long de la présentation, si vous avez des questions, n’hésitez pas à les envoyer à cette adresse-là, Mario va les compiler puis on va s’assurer d’y répondre avant la fin du webinaire. Donc, je vais partager mon écran. Donc, en théorie, les gens devraient voir mon écran.

Donc, avant de commencer, j’aimerais aussi remercier mon collègue et ami le docteur Alfred Ng qui a fait la version anglaise de ce webinaire, donc qui m’a rendu la tâche assez facile, je n’avais qu’à la traduire et de vous la présenter. Donc, merci beaucoup Alfred.

Et comme Mario a mentionné, ça se veut un webinaire pour transférer de l’information avec l’objectif principal de vous communiquer, de fournir une idée comment accéder à l’espace pour des petites missions. Donc, c’est un webinaire qui est axé pour aider les nouveaux qui veulent s’introduire au marché de l’aérospatial ainsi que ceux qui veulent démontrer des technologies en orbite.

Donc, l’accent va être mis sur les caractéristiques des CubeSats, les fournisseurs de lancement, les plateformes de charges utiles hébergées, ce qu’on appelle en anglais des «hosted payloads». On va finir aussi avec une partie sur les différentes réglementations qui sont nécessaires afin de mettre un objet en orbite. Mais juste pour clarifier, CubeSat par définition c’est un petit satellite, mais dans le monde satellitaire les satellites réguliers ce sont des satellites qui sont relativement énormes et lourds. Lorsqu’on a une masse d’environ 100 à 200 kilogrammes, on parle de petits satellites ou small sats. Lorsque c’est de 10 à 100 kilogrammes, on parle de microsats et lorsque c’est de 1 à 10 kilogrammes, on parle de nanosats et les CubeSats c’est une catégorie de nanosats, ils font partie de cette classe de mission-là.

Donc, l’agenda pour aujourd’hui, on va passer au travers en détail qu’est-ce qu’un CubeSat et pourquoi les CubeSats, les avantages, les inconvénients. Ensuite on va avoir une section sur les différents lanceurs commerciaux qui sont disponibles pour mettre en orbite ce genre de technologie-là. On va aussi avoir une section sur les plateformes de charges utiles hébergées lorsqu’on veut mettre en orbite seulement que les charges utiles et non pas un satellite complet. On va terminer avec une section sur la réglementation et on va essayer de répondre à toutes vos questions et réponses qui auront été envoyées durant le webinaire.

Donc, première section, les plateformes CubeSats. Donc, ce qu’il faut se rappeler c’est qu’avant les années 2000, donc plus précisément avant 1999, il y avait pas de standard pour les plateformes qui n’étaient pas des plateformes de type géostationnaires, donc des gros satellites sur une orbite spécifique pour les télécommunications. Et donc c’est à ce moment-là, parce qu’il y avait un manque de normalisation pour le processus de fabrication, de conception, qui rendait les conceptions de missions, des petites missions assez complexes, variées et des coûts assez élevés.

Donc, un des professeurs de l’Université de Stanford, le professeur Bob Twiggs, a proposé de créer un standard pour des petits satellites qu’il a appelé CubeSat. Donc, il a dit, on va se limiter à une dimension de 10 cm3, on va s’assurer que la masse est faible, aux alentours d’un kilogramme et ce qui va permettre à ces satellites-là d’être fabriqués sur un standard uniforme et de permettre d’accéder à l’espace avec des coûts plus faibles.

Maintenant, le défi c’était de concevoir ces petits satellites-là pour qu’ils puissent être compatibles avec les différents lanceurs. Donc, l’interface aux lanceurs c’est à ce moment-là que quand pour lui, le professeur Jordi a proposé de faire une interface pour un déployeur, ce qu’on appelle un déployeur dans le jargon des CubeSats. Finalement, c’est une façon d’intégrer ces petits satellites-là aux lanceurs et d’éliminer le défi que ces petits satellites-là ont de rencontrer une interface précise pour chaque lanceur.

Donc, on voit ici quelques images, la première image c’est un petit CubeSat de 10 par 10 par 10 centimètres et juste à côté, ce qu’on peut voir, c’est à quoi ressemble un déployeur standard. Donc, ça ressemble un peu à une boîte postale à l’intérieur duquel on peut mettre les petits CubeSats, ils sont intégrés, comme on peut voir sur la dernière image, il y a des petits rails et dans le fond du déployeur il y a un ressort qui est pré-tensionné et lorsqu’on est prêts à mettre en orbite, on a tout simplement à ouvrir la porte devant le déployeur et les satellites sont poussés sur leur orbite à partir soit des lanceurs, ou d’autres plateformes.

Donc, il y a eu, depuis cette proposition de standard-là, il y a eu évidemment un grand succès, il y a eu beaucoup de… surtout dans le monde académique, il y a eu une popularité pour ces petits satellites-là, mais ils se sont vite aperçus que le format 1U qu’on appelle 10 par 10 par 10 centimètres, une unité, limitait quand même de façon importante ce qu’on pouvait faire avec ces petits satellites-là étant donné qu’on doit tout mettre à l’intérieur, le système de puissance, le système de contrôle d’attitude, communications, etc. Donc, il restait peu d’espace pour des charges utiles.

Donc, c’est à partir de là que le standard CubeSat a été un peu agrandi, tout en respectant un format de 10 par 10 centimètres, de sorte à ce qu’on peut y mettre des unités une après les autres pour augmenter la capacité de ces petits satellites-là de format, par exemple, deux unités, trois unités. Donc, on peut voir jusqu’à 12 et même jusqu’à 24 unités de ces petits 10 par 10 par 10 mis ensemble. C’est encore considéré ce qu’on appelle un CubeSat.

La plupart des CubeSats que moi j’ai vus, pour lesquels je suis impliqué, sont soit de format 2U et 3U, ça semble être un format qui est extrêmement populaire. Il y a des 6U aussi qui sont assez populaires dans le monde commercial, mais dans le monde académique c’est surtout dans le 2 et le 3U et il y a un nouveau format qui semble être aussi assez populaire, qui est un peu hors normes, qui est le 1.5U, donc 15 centimètres de hauteur au lieu de 20 ou de 10.

Donc, comme j’ai dit, ces petits satellites-là au début des années 2000 ont commencé à être populaires et il y a eu une croissance énorme depuis 2014 de ce format-là auprès des entreprises spatiales qui sont en démarrage, les startups, par exemple Planet et Spire.

Donc, ici on a un petit graphique qui vous montre l’évolution dans le temps sur l’axe des X depuis 2000 jusqu’à aujourd’hui de la quantité de CubeSats qui ont été mis en orbite par les différents types d’organisations, que ce soit universitaires, quelques-uns étaient militaires ou des organisations civiles comme l’Agence spatiale ou encore comme les applications commerciales. Donc, vraiment des petites compagnies qui se sont accaparé ce monde-là. On peut voir qu’il y a une tendance assez exponentielle de lancements de ces petits satellites-là. On peut noter aussi un petit creux en 2019-2020 qui est lié directement à la crise de COVID.

Donc, c’est clair que si on regarde la quantité totale de ces petits CubeSats qui ont été mis en orbite depuis 2000, on voit une progression énorme et importante, ce qui démontre que ça devient de plus en plus attrayant pour des petites compagnies d’utiliser ce genre de plateforme-là pour mettre leurs technologies en orbite.

Donc, voici pourquoi les avantages principaux de cette technologie-là, la conception mécanique est extrêmement simplifiée puisque c’est construit sur un standard qui est défini de façon très bien. Donc, vous avez tout simplement à vous inquiéter de l’interface avec le déployeur et non pas avec l’interface avec le lanceur, donc c’est un des gros avantages d’un point de vue mécanique. Parce que c’est un standard aussi de 10 par 10 centimètres, il y a plusieurs compagnies qui rendent disponibles sur le marché des composantes pour les sous-systèmes, que ce soit par exemple les transpondeurs ou les systèmes de batteries, les systèmes de puissance, les systèmes de contrôle d’attitude. Donc, on pense par exemple à GomSpace ou EnduroSat, ISISPACE. Vous pouvez aller sur le site web et avec votre carte de crédit vous commandez des sous-systèmes pour faire votre propre petit satellite. Donc, ç’a amené aussi une réduction importante du coût de ces petits satellites-là étant donné la disponibilité de ces sous-systèmes-là déjà disponibles sur le marché rapidement.

Le coût de lancement est généralement aussi très abordable étant donné la masse et qu’on utilise l’espace qui reste dans les lanceurs, donc les compagnies de lancement veulent bénéficier de ce petit apport supplémentaire-là de revenus en essayant de maximiser la capacité de leurs lanceurs. Et il y a eu aussi un coup de pouce significatif de la part des lancements qui sont faits de la Station spatiale internationale que je vais décrire un peu plus en détail.

Évidemment, il y a pas seulement que des avantages, il y a quelques inconvénients, les plus importants c’est évidemment le format 10 par 10 qui vous impose des contraintes importantes sur la conception de votre charge utile, par exemple si vous avez un télescope qui requiert une ouverture plus grande que 10 centimètres, bien, vous êtes un peu dans le trouble, ça va être beaucoup plus complexe que ça. Et aussi, tous les systèmes qui requièrent des déploiements, il y a quand même une limite de ce qu’on peut mettre comme bras ou, comme on peut voir ici, les antennes sur l’image du satellite de Ex-Alta qui est l’Université d’Alberta, on peut voir il y a deux systèmes de déploiement, il y a les panneaux solaires aussi qui sont déployés. Donc, ça complexifie un petit peu, mais surtout que ça limite ce que vous pouvez mettre en termes de composantes qui doivent être déployées en orbite par le satellite, dû à la contrainte imposée par le système de déploiement.

Donc, il y a aussi des fournisseurs qui peuvent vous donner un service clé en main pour faire votre mission au complet et de fabriquer votre satellite, le mettre en orbite. Évidemment, la liste que je vais présenter ce n’est pas une liste exhaustive et c’est non plus une liste que laquelle l’Agence spatiale endosse, c’est seulement à titre d’information pour vous donner quelques exemples. Donc, on a à penser que, par exemple, le Space Flight Laboratory de l’Université de Toronto qui est l’UTIAS, qui est une des organisations pionnières dans les CubeSats au Canada et elle a participé au premier lancement d’un CubeSat en 2003. Évidemment, ils ont fait plusieurs depuis 2003, donc ils ont une expertise de plus de 20 ans dans ce genre de technologie-là. Ils ont un succès important, mais ça les a amenés aussi à travailler sur des missions qui sont plus grosses et plus importantes, par exemple ils sont actuellement sur une mission avec la NASA pour un satellite de l’ordre de 300 kilos. Donc, ils ne font pas seulement que des CubeSats, ils font des nanosats, des microsats, des small sats, des missions assez importantes. Donc, c’est une histoire à succès ici au Canada cette compagnie-là.

Il y en a aussi en Europe, on n’a qu’à penser, par exemple, à ISISPACE qui a été créée aux Pays-Bas par des groupes d’étudiants qui avaient fait des CubeSats. GomSpace aussi, eux sont au Danemark, ils sont aussi très connus, très populaires dans le monde des CubeSats et pour finir, Clyde Space, eux sont basés en Écosse. Donc, ces trois compagnies-là européennes sont aussi des compagnies pour lesquelles vous pouvez faire affaire, ils vont vous fournir une solution clé en main pour un satellite complet dans les catégories de CubeSats.

Donc, ça couvre la section, ce qu’on voulait vous présenter un peu, le monde des CubeSats, je vais passer à la section 2 pour les lanceurs.

Donc, évidemment, il y a quelques considérations à tenir compte lorsque vous voulez mettre un petit satellite en orbite. Donc, en général, plus l’altitude de l’orbite est élevée, ça prend plus d’énergie, donc le coût de lancement va être plus élevé, donc beaucoup de missions requièrent des altitudes plus élevées afin d’avoir une durée de vie plus longue en orbite, mais il y a un coût attaché à ça parce que votre lanceur devrait avoir une capacité de vous amener à cette orbite-là.

Et évidemment, vous allez voir dans la section réglementation, il y a une obligation de désorbiter le satellite à la fin de la mission, ce qui va demander aussi plus d’énergie, donc encore une fois, un impact direct sur le coût de la mission. Et il y a pas seulement l’altitude du satellite, il y a aussi l’inclinaison, le plan orbital, est-ce qu’il est à très haute inclinaison ou pas, donc plus l’inclinaison est élevée, le coût de lancement est plus élevé.

Donc, ce sont des facteurs qu’il faut prendre en compte lors du choix du lanceur en termes de quelle orbite vous allez être, mais aussi, il faut pas seulement regarder le coût de lancement qui est le plus faible parce qu’un lanceur peut vous offrir… une compagnie de lancement peut vous offrir un coût avantageux, mais ça va venir avec des requis qui pourraient augmenter les coûts d’un autre côté. Par exemple, des essais pour qualifier votre satellite en TVAC ou en vibration. Donc, il y a des tests supplémentaires qui pourraient vous êtres imposés que d’autres lanceurs peut-être demanderont pas. Et s’il y a de la propulsion à bord de votre petit satellite aussi il y aura des tests supplémentaires à effectuer, etc. Et si votre lanceur… s’il y a un lanceur en Inde, par exemple, le lanceur PSLV, donc il y aura aussi des coûts de logistique importants pour le transport du satellite puis tous les coûts associés à la campagne de lancement et finalement, il y a aussi toute la partie de réglementation canadienne pour l’exportation des satellites. Il faut pas oublier que vous pouvez acheter des composantes, les mettre dans votre satellite qui requière une réglementation d’exportation du pays ou d’importation, mais il y a aussi toutes les considérations légales de réexporter le satellite pour aller à un site de lancement dans un autre pays.

Donc, ça c’est les facteurs à prendre en compte lorsque vous allez faire le choix de votre lanceur. Donc, il y en a plusieurs sites de lancement, on les voit ici sur la map du monde, il y en a quelques-uns qui sont soulignés en rouge, ce sont des sites de lancement qui ont une vocation principalement commerciale, donc c’est les sites de lancement très connus pour les compagnies qui font appel pour mettre en orbite des satellites à usage commercial. On peut voir quelques-uns aussi qui sont avec un texte en rouge, je pense à Canso, Santa Maria ou le Keweenaw, ce sont des sites qui sont en développement présentement pour arriver à mettre en orbite le genre de missions qu’on parle aujourd’hui.

Donc, il y a pour les CubeSats les sites très populaires aux États-Unis pour attendre la station spatiale, par exemple, avec les cargos de ravitaillement qu’on va voir dans un instant, évidemment Vandenberg puis Wallops puis pour finir, au Centre spatial Kennedy à Cap Canaveral. Ce qui est pas inclus dans cette planche-là aussi c’est un nouveau type de lancement qui est offert par Virgin Orbit qui lance finalement du dessous d’une aile d’un Boeing 747, donc je vais vous le présenter dans quelques planches.

J’ai mentionné un peu plus tôt qu’il y avait aussi des lancements qui se font en orbite de la Station spatiale internationale, donc ça c’est une approche aussi qui est très populaire. Il y a beaucoup de satellites, plus de 350 satellites présentement qui ont été lancés par cette méthode-là. Donc, il y a un accord qui a été signé entre la NASA et Nanoracks pour fournir le service de lancement commercial pour ces petits satellites-là de type CubeSat directement à partir de la Station spatiale internationale. Il peut soutenir des lancements de satellites de grosseur de 1 à 6U.

Ils sont évidemment tout d’abord intégrés dans un déployeur qui est conçu par Nanoracks d’une longueur de 6U. Ils sont transportés à la station spatiale à bord des cargos de ravitaillement qui sont sur une base régulière, environ quatre fois par année, lancés à la station spatiale. Mais comme j’ai mentionné, ils se font principalement du Kennedy Space Center à l’aide d’un Falcon 9 de SpaceX ou encore de Wallops Island en Virginie à bord d’un lancement ATK.

Une fois transportés à la station spatiale, c’est à ce moment-là que les astronautes à bord de la station spatiale ont un rôle et ils vont récupérer le cargo et les CubeSats à bord. Ils vont les intégrer dans un système de déploiement qui s’appelle évidemment le Nanoracks, qui ressemble principalement à une boîte postale et à partir de ce moment-là, il y a le bras japonais qui va être utilisé pour aller chercher le système dans le sas, il va pointer dans une direction opposée de la station spatiale, comme on peut voir sur la photo du bas ici et là on peut voir qu’il y en a huit systèmes de 6U et ce que vous voyez présentement c’est deux 3U qui ont été expulsés après l’ouverture des portes par le ressort qui sont mis en orbite.

Et sur la photo du haut vous avez une autre image qui vous montre à quoi pourrait ressembler ce système de déploiement-là ou le déployeur. Ça c’est dans nos laboratoires, voilà deux semaines on a eu l’intégration de quelques satellites, donc on peut voir dans l’image du haut le déployeur sans ses couverts, on peut voir qu’il y a trois satellites à l’intérieur du projet CubeSat, Initiative CubeSat canadienne. Donc, ça c’est trois universités canadiennes qui ont intégré ces CubeSats-là dans un des déployeurs de Nanoracks qui, par la suite, va être lancé en orbite exactement comme on voit sur la photo du bas.

Donc, il y a un autre lanceur qui est connu dans le monde, qui vient de l’Inde, c’est le PSLV, le Polar Satellite Launch Vehicle, qui est basé à ISRO. Donc, c’est un lanceur qui est extrêmement populaire d’un point de vue commercial, il lance depuis longtemps des petits, des micros et des nanosatellites. Un fait intéressant c’est qu’en 2017 le vol C-37 a fait un record de livraison d’une quantité de satellites pour un lancement, donc il a lancé 104 satellites dans l’espace à partir du PSLV et de ces 104 satellites-là, il y avait trois grands satellites, 101 CubeSats de différents formats, donc il y avait des 3U, comme vous pouvez voir, la majorité c’était des 3U, un 2U et une fois 1U. Et évidemment, à l’époque c’était un record de lancer 104 satellites en même temps à partir d’une fusée.

Il y a SpaceX aussi qui est évidemment très populaire dans les lancements, surtout les cargos de ravitaillement pour la station, mais il a aussi une capacité de lancement incroyable avec une fréquence de vols assez importante. Et récemment, en janvier 2021, la fusée Falcon 9 a évidemment remporté un nouveau record de 143 satellites et 10 de ces satellites-là étaient de la constellation Starlink, pour ceux qui le savent pas, SpaceX met en orbite une méga constellation de satellites pour fournir un accès internet de façon globale sur la planète.

Donc, il y avait 10 de ces satellites-là qui étaient Starlink et tous les autres c’était des petits, micros. Et on peut voir ici sur la photo de droite la section… je crois que vous voyez la souris, donc la section du bas ici c’est les satellites Starlink qui sont dans un format plat où lorsque mis en orbite ils sont un peu réarrangés pour avoir une forme un peu plus standard. On peut voir en haut ici, vous voyez des systèmes de déploiement de couleur bleue, ça ce sont des déployeurs à l’intérieur desquels il y a des CubeSats. Il y a une autre section ici qui appartient à Nanoracks, on peut voir des microsatellites sur les côtés ici, on a d’autres déployeurs de CubeSats à l’arrière. Mais portez une attention à celui-ci qui est un satellite d’une compagnie qui s’appelle D-Orbit, qui fournit aussi un autre type de mise en orbite pour des satellites. On peut voir, il y a des déployeurs au-dessus du satellite qui sont ici, mais c’est un satellite complet. Donc, je vais y revenir à cette plateforme-là aussi dans quelques secondes.

Donc, on peut voir que maintenant la capacité des lanceurs, comme je vous ai dit, maximise la mise en orbite de ces petits satellites-là. Donc, d’un point de vue logistique, ça devient très intéressant, les capacités de vols de plus en plus fréquentes. Donc, les CubeSats ont une popularité grâce à ça.

Donc, il y a aussi Rocket Lab qui est basé en Nouvelle Zélande, qui a effectué son premier lancement en 2017. Ils peuvent être lancés de la Nouvelle Zélande, mais aussi en Virginie aux États-Unis et présentement, le site aux États-Unis est réservé aux clients du gouvernement américain, mais le site en Nouvelle Zélande est commercial. Il se concentre principalement sur des petits et des microsatellites, incluant des CubeSats. Donc, on peut voir ici la base de lancement en Nouvelle Zélande.

La prochaine photo c’est la base de lancement en Virginie et on peut voir ici une animation graphique d’un système de déploiement, mise en orbite avec le fairing du lanceur déployé, on peut voir qu’il y a un CubeSat qui est éjecté du dessous où est-ce qu’il restait de l’espace suffisant pour en intégrer. Donc, ça c’est une application typique de Rocket Lab, donc pour vous donner une idée comment on peut mettre, à partir de la Nouvelle Zélande, ces satellites-là en orbite.

Vega, qui est un lanceur de l’ESA, qui lance depuis Kourou dans la Guyane Française en Amérique du Sud. Le seizième vol de Vega apportait à bord aussi 65 satellites, donc encore une fois, vous pouvez voir la quantité de CubeSats, 58 petits CubeSats, 46 de ces CubeSats-là ont été mis en orbite directement du lanceur, les 12 autres ont été mis en orbite avec la plateforme D-Orbit que j’ai parlé un peu plus tôt, que je vais y revenir.

Et je vous ai mentionné aussi plus tôt qu’il y avait un Virgin Orbit qui donnait un service de lancement à partir d’un Boeing 747, on peut voir sur la photo, sous l’aile on peut voir la fusée qui est attachée. Donc, le principe est simple, c’est que l’avion va décoller d’un aéroport assez standard pour atteindre une altitude et une vitesse non négligeable et à partir de là, on va laisser tomber la fusée du dessous de l’aile, les réacteurs vont s’allumer puis ils vont atteindre l’orbite basse altitude.

Donc, ils ont réussi jusqu’à maintenant quatre vols puis 30 petits CubeSats ont été mis en orbite. Il devait y avoir aujourd’hui même un lancement à partir de Cornwall au Royaume Uni. Après vérification hier, je me suis aperçu qu’ils ont eu des délais dans le lancement, il va probablement avoir lieu en début d’année, en début janvier. Donc, c’est une autre façon qui est utilisée pour mettre les satellites en orbite par Virgin Orbit, c’est relativement nouveau, mais ils ont un succès assez important puis je vous invite à les consulter.

Donc, il y un marché pour les petits satellites et les CubeSats, il y a d’autres nouveaux qui veulent percer le marché, donc entre autres au Canada on a MLS, Maritime Launch Services, qui construit présentement un site de lancement en Nouvelle-Écosse, à Canso. Il y a plusieurs petites compagnies aussi canadiennes qui sont impliquées, on les a pas toutes nommées ici, mais on peut voir Reaction Dynamics, SpaceRyde, ou C6, sont impliquées aux différents stages pour leurs lanceurs canadiens.

En Europe il y a aussi Rocket Factory qui eux vont produire un nouveau site de lancement et aux États-Unis il y a Firefly Alpha puis suivi de Astra Rocket qui sont des nouveaux venus qui sont assez récents, Firefly va lancer de la Californie. Et évidemment, il y a eu des échecs de ces lancements-là, il y a une amélioration importante, comme je vous ai mentionné, plusieurs satellites ont été mis en orbite, mais depuis 2020 il y a eu quelques échecs qu’on a mis ici en avant-plan pour vous rappeler que faire affaire puis mettre des choses en orbite c’est pas toujours facile, il y a des fois qu’on a des lanceurs qui réussissent pas. Donc, on a une liste ici non exhaustive de quelques petits lanceurs qui ont eu des problèmes de lancement.

Le message important ici c’est que le fournisseur de lanceurs va habituellement vous fournir une opportunité de relancer à titre de compensation s’ils ont un problème avec leurs lanceurs, mais c’est à vos frais de reconstruire le satellite, évidemment.

Donc, ça couvre la section des lanceurs, je vais maintenant me diriger dans les plateformes de charges utiles hébergées, ce qu’on appelle en anglais «hosted payloads». Donc, il serait possible que vous ayez une idée ou une technologie que vous voulez démontrer en orbite, bien, vous avez pas nécessairement besoin de fabriquer un satellite complet pour le faire. Il existe des fournisseurs commerciaux de services qui vont vous donner une plateforme pour héberger votre charge utile. Et là, ce que je vais essayer de faire, c’est de vous présenter ceux qui sont les plus populaires, évidemment, qui existent.

Ils vont évidemment vous fournir l’alimentation, donc l’énergie nécessaire pour alimenter votre charge utile, ils vont aussi vous fournir le lien de communication pour transférer vos données au sol. Donc, règle générale, c’est inclus dans le service. J’en ai mis trois ici, donc Nanoracks, Airbus et D-Orbit. Nanoracks et Airbus, les deux vont vous fournir une plateforme exposée au vide de l’espace à partir de la Station spatiale internationale. Ils ont, les deux, une capacité de volume qui varie un peu, mais ce qui est plus important c’est surtout la masse, Nanoracks va être capable de vous accommoder avec une charge utile jusqu’à 35 kilos. Si c’est plus lourd que ça, à ce moment-là ça serait Airbus.

Ils ont aussi une option qui est intéressante, c’est de ramener votre charge utile au sol à la fin de l’expérience, c’est une option qu’ils mettent dans le contrat que vous pouvez exercer, évidemment avec des coûts rattachés.

D-Orbit c’est une autre technologie, c’est un satellite qui va vous amener en orbite sur une orbite LEO, donc une orbite de basse altitude, «low earth», orbite donc entre 450 et 750 kilomètres, donc plus haut que la station spatiale. Le volume c’est varié, mais la masse qu’ils peuvent vous accommoder c’est jusqu’à 160 kilos. Évidemment, ils vont pas vous offrir l’option de ramener votre charge utile au sol après l’expérience.

Donc, la plateforme externe que Nanoracks utilise c’est ce qu’on appelle le « Nanoracks external platform ». On peut voir la photo de gauche en bas où est-ce que l’astronaute est dans le processus d’intégration des charges utiles qui sont intégrées sous ce module triangulaire-là avec un point d’attachement pour le bras robotique et là, le bras va tout simplement récupérer cette plateforme-là et l’amener à l’extérieur de la station. Donc, c’est un module qui est exposé au vide de l’espace à partir du module japonais. Donc, comme j’ai dit, les charges utiles sont tout d’abord installées sous le volume en dessous et c’est amené à l’extérieur à partir du bras. L’alimentation, donc l’énergie, est fournie et puis le transfert de données au sol vous est fourni. Vos charges utiles peuvent être dans ce système-là pour jusqu’à six mois. Donc, à tous les six mois ils vont changer les charges utiles à bord.

Nanoracks ont aussi la capacité de vous offrir une charge utile à l’intérieur de la station spatiale, c’est ce qu’ils appellent des nanocubes. Donc, c’est le même format qu’un petit CubeSat, mais si vous avez des expériences scientifiques, elles ont pas besoin d’être exposées au vide de l’espace, mais plutôt que vous voulez bénéficier d’un environnement en micro gravité, la compagnie Nanoracks peut aussi vous fournir cette capacité-là de mettre en orbite dans la station spatiale une expérience qui va être en microgravité pour laquelle vous allez avoir aussi toutes les données.

Pour ce qui est d’Airbus, leur plateforme on la voit ici, est attachée au module Columbus de l’Agence spatiale européenne et comme je l’ai mis dans la table, on peut aller à beaucoup plus lourd, ils peuvent accueillir évidemment plusieurs charges utiles en même temps. Ils vous offrent aussi la possibilité de regarder dans différentes orientations, donc soit en zénith, nadir, ou dépendamment de ce que vous voulez effectuer comme expérience, vous allez avoir l’opportunité d’observer différents angles à partir de la station spatiale.

Encore une fois, ils vont fournir l’énergie nécessaire pour alimenter votre charge utile et le transfert de données au sol. Et ce qui est un fait intéressant, c’est que cette plateforme là, Bartolomeo, vous allez avoir la capacité de mettre votre charge utile en orbite pour une période allant jusqu’à sept ans.

Donc, c’est des plateformes extrêmement populaires pour démontrer en orbite des charges utiles à bord de la station spatiale. Il y en a d’autres, il y a des compagnies qui vont vous accommoder à bord de satellites, entre autres D-Orbit qui est une plateforme microsatellite, un petit satellite d’environ peut-être 200 kilogrammes et là on voit très bien l’image où est-ce qu’il y a une section du satellite sur le dessus, juste ici à gauche, où on voit des déployeurs de CubeSats et à droite, on voit des charges utiles qui sont embarquées.

Donc, le satellite fait les deux, il va vous transporter dans l’espace, va déployer un CubeSat sur une orbite sélectionnée puisqu’il y a de la propulsion à bord de cette plateforme-là. Il peut évidemment atteindre l’orbite essentielle pour votre mission, mais ils vont aussi être capables d’accommoder les charges utiles qui vont rester à bord de leur plateforme puis ils vont continuer à faire l’expérience pour la durée de vie de ce satellite-là. Donc, c’est un service qui est relativement nouveau aussi, mais qui prend de l’importance, qu’on va entendre de plus en plus parler.

Donc, ça couvre la section pour accommoder les charges utiles. Comme j’ai mentionné, il y en a d’autres, vous pourriez développer une charge utile puis faire affaire avec un satellite qui pourrait avoir de l’espace, du volume et de la puissance disponible pour vous accommoder comme une charge utile secondaire, mais là ça devient des cas par cas. Ce qu’on vous a présenté ici c’est des services commerciaux qui existent avec qui vous pouvez faire affaire rapidement.

Donc, il est connu que les problèmes en orbite de débris spatiaux prennent de l’ampleur. Donc, évidemment, depuis des années il y a un communiqué sur organiser pour s’assurer de minimiser le nombre de débris. Ils jouent un rôle important dans l’élaboration des directives pour atténuer ces débris-là.

Donc, ce qu’il faut retenir ici, c’est en fait deux choses. Jusqu’à récemment le chiffre 25 ans c’était le chiffre magique qu’il fallait retenir pour réorbiter notre satellite. Qu’est-ce que ça veut dire? Ça veut dire que vous devez injecter un delta-v, donc une certaine énergie dans votre satellite pour être capable de soit le réentrer dans l’atmosphère afin de le brûler ou de l’éloigner à un rayon plus élevé que 2 000 kilomètres de la terre afin de ne pas créer une zone qui serait trop chargée de satellites pour ces orbites qui sont très utiles et si vous êtes sur une orbite géostationnaire, à ce moment-là c’est une distance d’environ 200 kilomètres de l’orbite géostationnaire que vous devriez repousser votre satellite à la fin de sa vie utile, donc 25 ans.

Donc, là on voit l’image de côté, ça vous donne une idée de ces zones-là qui sont protégées et une vue dessus sur l’image du bas. Par contre, le FCC a non seulement proposé récemment en 2022, en septembre, ç’a été adopté très rapidement à la fin du mois de septembre, une période de désorbite qui est réduite à cinq ans. Donc, de plus en plus et là, on peut s’attendre à ce que les réglementations canadiennes suivent le pas de façon assez incessante que la réduction de vie utile à la fin, donc vous devriez démontrer que votre satellite va désorbiter à l’intérieur de cinq ans. Et c’est principalement dû au fait qu’il y a de plus en plus de satellites dans les régions de basse altitude pour les méga constellations.

Donc, après la question des débris spatiaux, évidemment, ça vous prend une licence pour tout ce qui est communication et au Canada, le spectre est géré par Innovation, Sciences et Développement économique, donc en anglais « ISED ». C’est eux qui sont responsables de la gestion du spectre, donc c’est eux qui sont responsables de fournir les licences avant le lancement de votre satellite ou de votre charge utile si elle inclut des systèmes de communication.

Pour obtenir cette licence-là, vous allez avoir des applications à faire, donc il y a deux étapes. La première c’est (inaudible 00:37:46) une demande qui va être faite à l’ITU, c’est l’International Telecommunication Union, donc l’Union de télécommunication internationale, c’est eux qui ont la reconnaissance internationale puis la coordination des fréquences. C’est publié, les pays ensuite peuvent soulever un drapeau pour avoir des réponses à leurs questions lorsqu’ils ont des inquiétudes sur des conflits potentiels de communication.

Par la suite, vous devez mettre une demande à l’ISDE suivant le formulaire CPC-2-6-02. Bref, je veux pas tomber dans le jargon trop bureaucratique, mais ce qui est important de comprendre c’est qu’après l’ITU, c’est ISED qui rentre en ligne de compte pour vous donner une licence et le formulaire que vous devez remplir c’est celui-là. Il y a des frais qui sont, évidemment, de licence, dépendant de la classe de mission, la durée, la fréquence, etc., que vous allez demander. Donc, ça c’est du domaine de ISED et eux doivent évaluer votre demande de licence et c’est eux qui vont vous donner l’approbation, donc la licence pour utiliser cette fréquence-là en orbite, selon ce que vous avez mis dans l’application.

Il faut pas oublier que ça c’est pour la licence pour le satellite en orbite, mais vous devez aussi soumettre une demande de licence pour le segment terrestre, donc la station au sol avant le lancement. Évidemment, c’est des applications qui sont pas simples, qui nécessitent un peu, évidemment, de connaissances et s’il y a des erreurs dans votre application, à ce moment-là ça va engendrer des retards, c’est un processus qui est relativement long, on parle de quatre à six mois afin d’obtenir votre licence, donc le message important ici c’est de pas attendre à la dernière minute, c’est le genre de chose que vous pouvez faire à l’avance pour obtenir votre licence.

On donne ici en référence quelques outils pour entrer vos données dans le système. Il y a aussi une demande, dans la demande faut préciser la station au sol qui est principale, la primaire, et la station terrestre qui serait secondaire, dans le cas où vous en auriez une, pour les faisceaux, donc pour les liens de communication en montée et ceux en descente, donc les uplink et downlink frequency bands. Ne pas oublier que les erreurs les plus importantes, par exemple, les gens ne tiennent pas compte de l’effet Doppler dans leurs applications ou la tolérance à leurs fréquences dans le système.

C’est un processus qui est assez long, ils peuvent prendre quatre mois pour donner une décision. Donc, dans le cas d’une approbation on est contents, dans le cas d’un refus, bien, l’erreur peut engendrer un autre délai important parce que l’horloge se réinitialise. Donc, votre demande doit être refaite et on recommence le processus au complet.

Donc, on a ici les liens internet pour les adresses courriel si vous avez des questions au sujet d’obtenir les licences radio avec ISED. Donc et pour les questions pour ce qui est de l’Organisation internationale des télécommunications, il y a aussi l’adresse qui est donnée ici. La plupart des gens vont faire leur demande d’allocation de fréquence jusqu’à de un à deux ans avant la date de lancement pour s’assurer de l’avoir parce que si vous avez pas votre licence, vous restez au sol, donc c’est un élément qui est non négligeable et très important.

Donc, un autre point important pour la réglementation c’est la Loi sur les systèmes spatiaux de télédétection qu’on appelle en anglais le «RSSSA» qui est le Remote Sensing Space Systems Act. Donc, si vous avez un instrument, un capteur à bord du satellite qui a la capacité d’imager au sol par ondes électromagnétiques, alors vous devez absolument obtenir une approbation des Affaires mondiales Canada afin de respecter la loi et eux vont s’assurer que dans la demande, que le traitement des données, où les données vont être emmagasinées, les canaux de communication pour transférer ces données-là, qui va avoir accès à ces images-là, etc., etc., ils ont une connaissance et c’est contrôlé. Donc, c’est une loi et eux vont regarder votre application et c’est eux qui vont vous donner l’autorisation de faire de la télédétection à partir d’une orbite.

Donc, c’est un questionnaire qui est détaillé, la bonne nouvelle c’est qu’il y a pas de frais pour ça, c’est une licence qui est octroyée sans frais, mais c’est une obligation légale de le faire et encore une fois, on vous recommande de procéder assez tôt avec cette demande-là pour éviter les erreurs et on a joint l’adresse courriel ici dans la présentation si vous avez des questions à ce sujet-là.

Donc, pour terminer, il y a aussi une obligation d’immatriculer les objets spatiaux qu’on met en orbite et donc ici, ça fait partie du Traité de l’espace extra-atmosphérique et de la Convention pour l’immatriculation de ces objets-là. Le Canada est tenu d’y participer et est tenu d’immatriculer tous les objets spatiaux pour lesquels on envoie en orbite. Donc, c’est aussi pour aider la communauté internationale à faire le suivi de tous ces objets-là qu’on a en orbite, donc chaque objet a son immatriculation. Donc, ça doit être fait aussi avant le lancement de votre satellite en orbite et on a l’adresse courriel, encore une fois, pour les questions, ça c’est fait par l’Agence spatiale canadienne. Donc, on a mis en référence l’adresse si vous avez des questions à ce point-là.

Donc, encore une fois, ce sont les lois et les règlements qui doivent être suivis et si vous avez une chose à retenir sur cette section-là, c’est agissez tôt pour ce domaine-là parce qu’il y a des délais importants souvent puis donc, c’est une des premières choses que vous devez entamer lorsque vous faites votre mission.

Donc, ce qui m’amène au sommaire du webinaire. Donc, vous l’avez vu, il existe plusieurs fournisseurs de composantes et de services pour faire des petits satellites, incluant des solutions clé en main, principalement pour les CubeSats. C’est un domaine qui est évidemment très populaire, on l’a vu, la courbe de croissance est importante, donc on peut s’attendre à voir encore une explosion assez importante dans cette technologie-là dans les prochaines années, c’est de plus en plus utilisé.

Il y a aussi des possibilités de mettre en orbite des charges utiles seulement sur des plateformes qui vont vous fournir l’énergie nécessaire et les liens de communication pour transférer vos données. Et finalement, on le répète jamais assez, faut prêter une attention aux exigences réglementaires tout au long du projet et le plus tôt possible, le mieux que c’est.

Okay, à ce point-ci j’ai couvert ce que je voulais vous présenter, alors je vais présentement arrêter mon partage écran et répondre aux questions. Mario, est-ce qu’on a des questions?

Mario Ciaramicoli: Oui, donc merci Tony pour cette présentation très instructive. Ceci conclut l’évènement central du webinaire d’aujourd’hui, mais il nous reste un peu de temps pour regarder les questions qu’on a reçues par courriel. On en a reçu deux. La première c’est de Siamak Kashi de Edgehog Advanced Technologies qui demande: «J’aimerais savoir s’il y a une voie express pour accéder à l’espace pour une charge utile. Entre développer et lancer un CubeSat et utiliser un fournisseur comme Nanoracks ou Bartolomeo sur l’ISS, quel est le modèle le plus rapide pour tester une charge utile en orbite basse? Pouvez-vous élaborer rapidement sur les temps de mise en œuvre typiques pour les deux cas?»

Tony Pellerin: Bon, la je présume que la question fait référence à la mise en œuvre de la mise en orbite et de… donc, comme j’ai dit, ceux qui sont faits au travers de la station spatiale, c’est principalement par les cargos de ravitaillement, il y a quatre lancements par année. Donc, dans le meilleur scénario, vous négociez un contrat rapidement et vous allez être capable de mettre votre charge utile, en assumant que vous rencontrez tous les requis d’interface, etc. Et c’est là que, on dit en français que le bât blesse, être capable de les concevoir à l’avance sans avoir interagi avec ces services commerciaux-là pour savoir quelle interface et quelles sont les règles à respecter afin de mettre votre charge utile à bord de la station spatiale, parce qu’il faut savoir que c’est un environnement habité, donc lorsqu’on parle de human space flights, des vols habités, il y a des éléments de sécurité importants. Par exemple, vous pouvez pas faire voler n’importe quel genre de batteries, si vous avez des batteries à bord de votre expérience ou n’importe quelle expérience biochimique, etc.

Donc, dans le meilleur scénario, je vous dirais, on parle peut-être d’un an si vous êtes rapide, si vous avez une bonne idée, un bon prototype de votre charge utile et là, c’est simplement de vous assurer que vous rencontrez toutes les exigences de sécurité à bord de la station spatiale et de négocier votre contrat de mise en orbite. Donc, on peut penser qu’on peut mettre… j’ai pas vu plus rapide qu’un an dans les démonstrations de charges utiles.

Mario Ciaramicoli: Okay, merci beaucoup Tony, je pourrais peut-être juste ajouter un commentaire qu’Alfred m’avait envoyé par courriel là-dessus, c’est que selon Nanoracks, eux ils vont aider leurs clients d’aller de contrat au lancement en trois mois, mais ça dépend combien d’expérience peut-être que l’organisation en question avait eue avec Nanoracks avant, peut-être qu’ils connaissaient déjà toutes les étapes et tout, fait que… mais si quelqu’un commence from scratch, comme on dit en anglais, c’est peut-être un peu plus long que trois mois.

Donc, la deuxième question, juste un instant, nous vient de Jérôme Théau de l’Université de Sherbrooke, un professeur, il nous demande: «Prévoit-on une limitation à venir du nombre de lancements possibles liée à l’encombrement de l’espace et les risques de collision?»

Tony Pellerin: Oui, ça c’est une bonne question parce que ce serait une des stratégies utiles pour limiter le nombre de débris spatiaux, mais l’approche qui a été prise, je l’ai mentionné, c’était plutôt de mettre en place une nouvelle réglementation qui exige une désorbitation, donc un deorbiting du satellite à l’intérieur de cinq ans, ce qui était 25 ans avant. Donc ça, ça va aider grandement à réduire la quantité de débris, mais c’est un monde commercial, donc c’est beaucoup plus difficile. Donc, il y a des comités internationals (sic) qui se penchent sur la question des débris, l’Agence spatiale en fait partie et il y a beaucoup de gens qui essaient de trouver des façons novatrices de limiter le nombre de débris, mais je vous avoue que personnellement c’est un défi très important et il y a beaucoup d’enjeux qui doivent être tenus en compte. Donc, la réponse rapide de l’organisation américaine de contrôle de licence comme on a au Canada, ISED, c’est le FCC, c’était de réduire de 25 à cinq ans la période pour désorbiter votre satellite.

Mario Ciaramicoli: Tony, si je peux me permettre, est-ce que cette décision-là est maintenant pas en vigueur? C’est comme (inaudible 00:49:44)?

Tony Pellerin: Oui, oui, oui, c’est ça, c’est que je sais que la semaine passée, lorsque Alfred a fait la présentation, c’était une proposition du FCC et après mes recherches, j’ai découvert que non seulement c’était une proposition qui était faite, mais ç’a été adopté une semaine après que la proposition a été faite. Donc, ç’a été très rapide pour le gouvernement américain d’imposer cette nouvelle façon de faire-là. Donc, il y a des choses qui bougent, ça change rapidement, donc présentement c’est cinq ans, c’est adopté. Donc, c’est une question de temps avant que le Canada suive le pas et adopte cette nouvelle réglementation-là.

Mario Ciaramicoli: Okay, merci, c’est intéressant. En fait, comme on a vu la semaine passée lors de la session en anglais, il y a tellement de nouveaux joueurs que probablement que le monde se dépêche maintenant pour mettre ce règlement en vigueur le plus rapidement possible parce qu’il en existe trop de nouveaux joueurs puis pour encadrer (inaudible 00:50:32), fait que… excellent.

Bien, merci beaucoup. À moins que Tony tu voulais rajouter quelque chose, je ne vois pas d’autres questions en ce moment. Alors, c’est la fin du webinaire, nous aimerions donc prendre un moment pour remercier nos conférenciers, Tony et Alfred, tous ceux qui ont aidé à organiser cet évènement et vous tous pour votre participation. Bonne chance avec vos projets et nous espérons vous voir la prochaine fois. Merci.

Télécharger

Pour connaître les propriétés et l'utilisation des vidéos veuillez vous référer à la section des avis.

Date de modification :