Qu'est-ce qu'un CubeSat?

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Qu'est-ce qu'un CubeSat?

Un CubeSat est un satellite cubique miniature (10 cm X 10 cm X 10 cm – à peu près la taille d'un cube Rubik) qui pèse environ 1 kg. Un CubeSat peut être utilisé seul (1 unité) ou en groupe (jusqu'à 24 unités).

Les CubeSats peuvent être utilisés seuls ou empilés pour répondre aux besoins d'une mission particulière. (Source : Agence spatiale canadienne.)

Quatre types de missions

Type de mission Description Exemple
Démonstration de technologies

L'environnement hostile de l'espace constitue le banc d'essai ultime. Les CubeSats peuvent faciliter la mise à l'essai de nouveaux instruments ou matériaux et la validation de leur état de préparation en vue d'une mission spatiale plus complexe.

On pourrait se servir d'un CubeSat pour étudier le rendement d'une nouvelle caméra thermique en l'utilisant avec différents paramètres afin d'évaluer la qualité des images saisies par l'instrument et la fiabilité globale de celui-ci.

Recherche scientifique

Les CubeSats peuvent transporter de petits instruments scientifiques servant à mener une expérience ou à prendre des mesures depuis l'espace.

Un CubeSat pourrait recueillir des données sur le champ magnétique pour que nous puissions mieux comprendre et prévoir ses fluctuations, ce qui améliorerait la détection des tremblements de terre.

Projets éducatifs

Les CubeSats permettent aux étudiants d'acquérir une expérience pratique exceptionnelle dans l'élaboration de missions spatiales, de la conception au lancement et à l'exploitation.

Des étudiants pourraient utiliser un CubeSat pour suivre les mouvements d'animaux sauvages, comme des troupeaux de rennes ou d'ours polaires, en captant les signaux radio émis par leur collier.

Nature commerciale

Les CubeSats peuvent être utilisés à des fins commerciales, comme pour la prestation de services de télécommunications ou la saisie d'images d'observation de la Terre.

Une entreprise propriétaire d'un CubeSat équipé d'une caméra pourrait vendre des images à haute résolution de la Terre à des clients des secteurs de l'agriculture, de l'urbanisme ou de l'informatique décisionnelle.

De petits cubes pleins de technologies

Comme n'importe quel autre satellite, les CubeSats sont construits spécialement pour répondre aux exigences de leur mission et ils ont au moins trois choses en commun :

  1. l'antenne et le système de communication radio, qui servent à envoyer des données vers la Terre et à en recevoir;
  2. la source d'alimentation, qui peut être un panneau solaire ou simplement une batterie;
  3. l'ordinateur, qui exécute les instructions pour assurer le bon fonctionnement du satellite.

En plus de ces composants, la structure cubique principale faite d'aluminium renferme des caméras, des capteurs ou des charges utiles scientifiques. Les antennes et les panneaux solaires peuvent être installés à l'extérieur de la structure.

 Le saviez-vous?

Comment les CubeSats sont-ils lancés dans l'espace?

Généralement, on envoie les CubeSats en orbite en les plaçant dans les espaces libres d'une fusée. Ils sont entassés dans un contenant cylindrique et, lorsqu'on appuie sur un bouton, un ressort se détend et propulse les CubeSats dans l'espace. Ils peuvent aussi être lancés dans l'espace à partir de la Station spatiale internationale avec la même technique. On se sert alors du sas du module japonais. Comme tout autre satellite, on peut les faire voler seuls ou en constellation.

Lancement réussi d'Ex-Alta 1, le CubeSat de l'Université de l'Alberta, à partir de la Station spatiale internationale

Sources : Agence spatiale canadienne, NASA.

La taille, c'est primordial

La taille des satellites artificiels varie considérablement, des petits qui tiennent dans la paume de la main à ceux qui sont aussi gros qu'un autobus scolaire. Leurs dimensions et leurs coûts sont d'abord déterminés par la complexité et la nature des instruments qu'ils transportent (couramment appelés des charges utiles). Au cours des dernières années, grâce à la miniaturisation des technologies spatiales, la taille des satellites a diminué pour différentes raisons, la première étant le coût associé à l'assemblage et au lancement.

Source : Agence spatiale européenne.

Combien pèse un CubeSat?

Source : Agence spatiale canadienne.

Combien pèse un satellite? - Version textuelle

Cette infographie est intitulée : « Combien pèse un satellite? ». On y présente cinq catégories de satellites déterminées en fonction de leur masse.

Première catégorie : satellite de grande taille, avec une image de RADARSAT-2 comme exemple. Ces satellites pèsent plus de 1 000 kg. À titre comparatif, on montre la silhouette d'un rhinocéros.

Deuxième catégorie : satellite de taille moyenne, avec une image de CASSIOPE comme exemple. Ces satellites pèsent de 500 à 1 000 kg. À titre comparatif, on montre la silhouette d'un bison.

Troisième catégorie : minisatellite, avec une image de SCISAT comme exemple. Les minisatellites pèsent de 100 à 350 kg. À titre comparatif, on montre la silhouette d'un lion.

Quatrième catégorie : microsatellite, avec une image de M3MSat comme exemple. Les microsatellites pèsent de 10 à 100 kg. À titre comparatif, on montre la silhouette d'un loup.

Cinquième catégorie : nanosatellite, dont le CubeSat, avec une image du CubeSat Ex-Alta 1. Les nanosatellites pèsent de 1 à 10 kg. À titre comparatif, on montre la silhouette d'un raton laveur. Les CubeSats pèsent 1 kg par unité. À titre comparatif, on montre la silhouette d'un canard.

Note : Les masses indiquées sont des valeurs approximatives.

Les avantages des CubeSats

Points forts

Points faibles

Qui utilise des CubeSats?

Les CubeSats ont rapidement dépassé le cadre des applications éducatives et sont devenus prisés par les gouvernements, l'industrie et les universités, qui collaborent tous pour accroitre leurs capacités technologiques.

Universités

Les CubeSats :

Collin Cupido et Charles Nokes font partie d'une équipe d'étudiants de l'Université de l'Alberta qui a reçu des fonds de l'Agence spatiale canadienne pour fabriquer le CubeSat Ex-Alta 1 et participer à la mission internationale QB50 (en anglais seulement). (Source : Collin Cupido, Université de l'Alberta.)

Gouvernements et industrie

Les CubeSats sont révolutionnaires. Ils sont fabriqués rapidement et ils sont petits, intelligents et économiques. Ils ont une grande valeur pour les gouvernements et l'industrie en :

Un regard vers l'avenir

Les CubeSats changent radicalement l'accès à l'espace : les développeurs et les utilisateurs s'empressent de profiter de cette nouvelle plateforme pour augmenter les activités de recherche et développement menées dans l'espace.

Les CubeSats servent même à des missions interplanétaires : la mission Mars Cube One (MarCO) (en anglais seulement) de la NASA sera lancée vers la planète Mars en . Les CubeSats de MarCO serviront à tester un système de communication expérimental de relai des données vers la Terre pendant l'entrée dans l'atmosphère et l'atterrissage d'un engin.

Infographie montrant la future mission MarCO au cours de laquelle deux CubeSats passeront à proximité de Mars pendant que l'atterrisseur InSight se posera sur la surface de la planète rouge. (Source : NASA.)

CUBESAT – des petits cubes pleins de technologies

CubeSat – Des petits cubes pleins de technologies

Source : Agence spatiale canadienne (ASC).

CubeSat – Des petits cubes pleins de technologies - Version textuelle

Premier tableau

Les dimensions d'un CubeSat sont présentées, c'est-à-dire 10 cm de chaque côté, ce qui se compare à un cube Rubik. Le CubeSat peut être utilisé seul, mais un graphique montre qu'il est possible d'empiler jusqu'à un maximum de 24 CubeSats.

Deuxième tableau

Les composants d'un CubeSat sont les suivants : une antenne, un ordinateur, une source d'alimentation et un instrument.

Troisième tableau

Les avantages de l'utilisation d'un CubeSat sont les suivants :

  • une fabrication rapide (en moins de 24 mois);
  • une technologie simple (pièces vendues dans le commerce);
  • une conception simple;
  • aucun débris spatial (désintégration dans l'atmosphère après la mission);
  • un faible coût.

Quatrième table

Les CubeSats peuvent être utilisés pour quatre types de missions : démonstration de technologies, recherche scientifique, projets éducatifs et missions de nature commerciale.

Cinquième tableau

Une illustration présente à titre comparatif les orbites de différents objets qui se trouvent dans l'atmosphère et dans l'espace, à savoir un avion de ligne à 10 km au-dessus du sol, un ballon stratosphérique entre 10 km et 50 km d'altitude, une météorite à 100 km de hauteur, et la Station spatiale internationale et un CubeSat à 400 km d'altitude.

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