Le Cygne noir 2017-2018

Le Cygne noir 2017-2018

Journal des élèves de l'IPSA Paris

L’IPSA en orbite

 Mis en ligne en mai 2017

Vue d’artiste d’un CubeSat en orbite. ©space.aau.dk

Peut-être avez-vous déjà vu un petit cube blanc se balader de mains en mains dans les locaux de l’IPSA Paris, mais vous êtes-vous demandé ce que c’était ? Réponse : la maquette d’un CubeSat. Pas un CubeSat parmi d’autres, LE CubeSat de l’Ipsa, développé par Ipsa One.

Le terme « CubeSat » désigne un format de nano-satellite défini en 1999 par l’université polytechnique de Californie et l’université de Stanford (Etats-Unis), autrement dit un satellite miniaturisé. L’intérêt des très petits satellites est de présenter des coûts de lancement très réduits. Cela permet aux universités de développer et de placer en orbite leurs propres engins spatiaux, d’une masse comprise entre un et dix kilogrammes. Un CubeSat est un cube de dix centimètres de côtés : c’est le module de base, nommé « 1U ». On trouve souvent des CubeSats assemblés par 2 (les 2U) ou par 3 (les 3U) sur un seul axe, et il existe aussi des 6U et 12U. Chaque « U » contient des dispositifs de recherches. Le coût de fabrication et de lancement est d’environ 250 000 € pour un CubeSat 1U.

Exemples d’organisation de modules à différents U. © CNES

Un intérêt économique et expérimental

Le développement d’un tel nano-satellite permet aux étudiants d’aborder toutes les thématiques liées au domaine spatial : rapports avec le prestataire qui assurera la mise en orbite, gestion d’une orbite télécommunications, collecte et traitement de données… Chaque CubeSat est envoyé pour une raison précise : une expérience à bord, des mesures à effectuer pour une recherche spécifique ou une nouvelle technologie à tester. Pour l’instant, les missions des Cubsats concernent essentiellement notre planète : mesure de paramètres de l’environnement, réalisation d’images satellitaires, localisation de véhicules terrestres… Mais on voit de plus en plus apparaître des missions d’exploration du système solaire, ou d’observation de l’univers.
Ce sont plus de 500 satellites de ce format qui ont été développés depuis 2003. Ils peuvent être développés en quelques mois (par des agences spatiales) ou quelques années (dans le cadre de projets étudiants) contrairement aux satellites habituels dont le développement s’échelonne sur plusieurs années. Du fait de cette conception rapide, le risque qu’un CubeSat se révèle, une fois en orbite, non fonctionnel ou dysfonctionnant est plus élevé. La durée de vie de celui-ci est de quelques mois à 3 ans environ selon les composants embarqués et l’orbite.

Les CubeSats sont actuellement lancés dans l’espace par deux moyens principaux : en charge utile secondaire des lanceurs classiques (Soyouz, Ariane 5, Dnepr, Atlas V) ou bien à partir de la station spatiale internationale via leur embarquement dans les cargos de ravitaillement. Dans le premier cas, cela représente environ 90% des lancements grâce aux agences telles que l’ESA, la Nasa ou SpaceX. Le record de CubeSats lancés en même temps a été réalisé en juin 2014 à bord d’une fusée Dnepr avec une trentaine de CubeSats à bord.

Comparaison entre un CubeSat et un satellite de communication.

En France et à l’étranger

En France, le projet Janus (Jeunes en Apprentissage pour la réalisation de Nano-satellites au sein des Universités et des écoles de l’enseignement Supérieur) a pour objectif de promouvoir le spatial auprès des étudiants des écoles et universités françaises. Pour cela, le Cnes leur propose de développer et d’envoyer dans l’espace leurs propres satellites équipés d’instruments scientifiques sous le format « CubeSat ». Dans ce cadre un seul satellite a déjà été envoyé en orbite. C’est le satellite Robusta-1B créé par des étudiants de l’université de Montpellier 2 et qui avait pour mission l’étude des doses de radiations sur des composants bipolaires. Malheureusement, l’étude n’a pas abouti puisque le CubeSat n’était pas fonctionnel : la polarisation des panneaux solaires était inversée.

Dans le reste du monde il existe également de nombreux projets similaires. Aux Etats-Unis, 400 étudiants sont en relation avec la Nasa dans le cadre des projets ELaNa (Educational Launch of Nanosatellites) et CSLI (CubeSat Launch Initiative). Les universités japonaises et allemandes sont également bien représentées car elles ont envoyé plus d’une quinzaine de CubeSats depuis le début des années 2000.

 

L’association Ipsa One

© Sylvain Coisy

Ipsa One (Orbital Nano Experiments) est une association créée au sein de l’Ipsa Paris en novembre 2016 à l’initiative de trois étudiants d’Aéro 2 : Jordan Culeux le président, Chris de Claverie le trésorier, et Valentin Steichen le secrétaire. L’association a pour objectif de créer, envoyer et exploiter des CubeSats en orbite contenant des expériences scientifiques ou de la recherche technologique. « De plus, ajoute Jordan Culeux, nous souhaitons créer un Centre Spatial Etudiant en partenariat avec le CNES. »

Ipsa One compte 42 membres. Ils se réunissent les jeudis après-midi pour des séances de travail, durant lesquelles ils avancent sur leurs deux projets en cours : Arago qui a pour but la mise en place des bases, réaliser des expériences simples et trouver des idées d’expériences à réaliser (charge utile) ; et Propulsion qui permettra de réaliser des expériences du CNRS, notamment l’expérience dite propulsion de Hall.

« Comme un projet spatial ordinaire… »

Interview de Jordan Culeux, le président de l’association Ipsa One

 

© Sylvain Coisy

Comment est organisée l’association ?
On a organisé l’association comme un projet spatial ordinaire. C’est à dire que l’on suit un schéma bien spécifique de projet avec cinq phases différentes correspondant chacune à un niveau d’avancement du projet. Phase 0 : étude pré-projet. Phase A : étude de faisabilité. Phase B : étude de définition. Phase C : étude détaillée et qualification. Phase D : préparation au lancement et lancement.

Comment se passent les séances de travail ?
On suit des procédures très strictes pour chaque partie du projet : tout est documenté de façon à avoir une traçabilité de chaque travail et tout est vérifié par au moins 3 personnes pour la redondance. Pour lier toutes les équipes et faire fonctionner l’association, nous sommes en train de mettre au point un site intranet, ANNA, qui servira de journal de bord, de base de données pour tout ce dont nous aurons besoin pour le projet.
L’équipe d’Ipsa One est divisé en trois équipes :

Actuellement le projet Arago et en phase 0 tout comme le projet Propulsion. Venez rejoindre Ipsa One pour prendre part à ces projets et partager vos connaissances.  Toute aide est bien venue, aussi petite qu’elle soit.

Célia Brunel

Pour en savoir plus :

Le CubeSat de l’école Polytechnique

Le projet Janus du CNES

Contact : ipsa-one@ipsa.fr

 

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