Dans cet article de blog, nous explorerons la définition, l'histoire, les spécifications, les avantages et les cas d'utilisation des CubeSats — des satellites suffisamment petits pour tenir dans un sac.
Qu'est-ce qu'un CubeSat ?
CubeSat est un mot-valise formé à partir des mots anglais « cube » et « satellite », désignant à l'origine des satellites ultra-compacts de forme cubique. Cependant, tous les CubeSats ne sont pas parfaitement cubiques. Si la largeur et la longueur sont standardisées à 10 cm, la hauteur peut varier ; les CubeSats sont classés en CubeSat 1 unité, 2 unités ou 3 unités selon cette hauteur. Par exemple, un CubeSat de 20 cm de hauteur est appelé CubeSat 2 unités, et celui de 30 cm de hauteur est appelé CubeSat 3 unités.
L'initiative CubeSat a débuté en 1999 lorsque l'Université polytechnique d'État de Californie et l'Université Stanford ont développé conjointement ce concept à des fins pédagogiques. Le projet visait initialement à miniaturiser les satellites et à simplifier leur conception afin que les étudiants de master puissent les concevoir, les construire et les tester eux-mêmes. Bien que divers modèles aient vu le jour au début, ils ont progressivement convergé vers une spécification standard unique en raison de contraintes pratiques telles que la surface optimale pour les panneaux solaires et la compatibilité avec les lanceurs.
Depuis, des normes internationales pour les CubeSats ont été établies et publiées chaque année lors d'ateliers destinés aux développeurs, dans des documents tels que le « CubeSat Design Specification ». Cette normalisation a permis de réduire les obstacles à l'entrée sur le marché, rendant possible la conception, la construction et le lancement d'un CubeSat pour tous.
Points forts et applications des CubeSats
La standardisation des spécifications est un atout majeur des CubeSats. Les développeurs n'ayant qu'à intégrer les composants dans des boîtiers de dimensions fixes (1U, 2U ou 3U, par exemple), ils sont libérés des contraintes de conception et peuvent se concentrer sur la charge utile et la mission. De plus, la standardisation a permis la production en série, favorisant l'émergence d'entreprises spécialisées dans la fabrication de composants de base tels que les systèmes d'alimentation et les panneaux solaires. Parmi ces entreprises, on peut citer Gomspace, ISIS et Clyde-Space, qui facilitent l'achat de composants pour l'assemblage de satellites, aussi bien pour les débutants que pour les chercheurs.
Une autre caractéristique essentielle est la disponibilité en open source des ressources relatives aux CubeSats. Fidèle à son origine d'initiative éducative, une multitude de ressources – schémas de conception, guides de fabrication et code source – sont accessibles en ligne. Pour peu qu'ils soient passionnés, étudiants et amateurs peuvent trouver les informations nécessaires et tenter de construire leurs propres satellites. Cubesat.org est un exemple de site web qui compile des informations officielles.
Un autre avantage clé des CubeSats réside dans leur petite taille, qui engendre des coûts de développement et de lancement relativement faibles. Alors que le développement et le lancement des grands satellites traditionnels peuvent coûter des centaines de milliards, voire des billions de wons, les CubeSats peuvent être construits et lancés à un coût relativement bas, rendant possible le lancement simultané de plusieurs unités. Grâce à ces « constellations » – le déploiement simultané de plusieurs unités pour une même mission – de nouvelles méthodes de recherche ont émergé, comme l’observation simultanée de l’atmosphère terrestre ou la mesure de la distribution des électrons à des moments précis.
Le concept de constellations de CubeSats a déjà donné lieu à des applications concrètes. Dans le cadre du projet QB50, l'Agence spatiale européenne (ESA) utilise depuis début 2015 50 CubeSats sélectionnés à travers le monde pour mesurer simultanément diverses caractéristiques de la haute atmosphère terrestre. C'est un excellent exemple de la manière dont les CubeSats, initialement conçus à des fins éducatives, sont désormais utilisés pour la recherche professionnelle. Les instituts et agences de recherche spatiale du monde entier accélèrent également leurs efforts de développement des CubeSats.
En Corée, les compétitions CubeSat organisées par le ministère des Sciences, des TIC et de la Planification future et l'Institut coréen de recherche aérospatiale ont lieu chaque année depuis 2012, et les investissements dans les projets liés aux CubeSat sont en constante augmentation.
Récemment, les applications des CubeSats se sont étendues au-delà de la recherche scientifique pour investir les domaines commerciaux et artistiques. Par exemple, Planet Labs propose un service d'observation de la Terre en temps réel grâce à de petits satellites, et diverses expériences sont en cours, comme le projet « Art in Space », qui explore l'art numérique à l'aide de CubeSats. Cette tendance à la popularisation et à la commercialisation devrait se poursuivre.
Il existe encore de nombreuses applications potentielles pour les CubeSats qui restent à découvrir. En effet, les données recueillies grâce à des observations simultanées peuvent être combinées de multiples façons pour la recherche et les services. C'est précisément pourquoi des experts du monde entier consacrent leurs efforts à des concours et à des projets de collaboration entre l'industrie et le monde universitaire. Si la Corée du Sud renforce également son intérêt et poursuit ses investissements, on peut s'attendre à des avancées significatives dans le domaine des CubeSats.
