Des fusées de poche pour lancer des satellites miniatures

par Houssen Moshinaly · 14 octobre 2015

Un nouveau système de propulsion pour CubeSats pourrait révolutionner l’exploration spatiale. Chacun pourrait acheter des fusées de poche pour lancer ses propres satellites miniatures.

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Un nouveau système de propulsion qu’on ajoute au concept des CubeSats vient de passer un test crucial en laboratoire. Après ce test, il ne faudra pas longtemps pour que cette technologie soit disponible pour l’exploration spatiale. Les CubeSats sont des satellites simples et ultra-compacts qu’on peut créer à partir de composants disponibles en série. Mais la facilité de l’exploration spatiale représente aussi un risque puisque cela pourrait augmenter les déchets dans l’espace. Étant donné qu’ils sont simples à construire, ils permettent à des étudiants ou des pays, qui n’ont pas de programme d’exploration spatiale, de se lancer dans la conquête spatiale à un niveau modeste selon Paulo Lozano du MIT. Et il ajoute : On veut offrir un accès à l’espace à ceux qui n’ont pas les moyens de se l’offrir.

Environ 10 satellites de 1 à 10 kg peuvent aller dans l’espace avec une seule grosse charge utile. Une fois qu’ils sont lancés, ces satellites miniatures peuvent effectuer des tâches telles que la modélisation climatique ou la chasse aux exoplanètes. Mais ces satellites étaient condamné à rester sur orbite pour le reste de leur et cela réduisait leur utilité et surtout que les CubeSats pourraient augmenter considérablement les déchets dans l’espace. Si ces satellites pouvaient se déplacer, alors on pourrait faire bien plus de choses qui sont impossibles dans l’état actuel.

C’est pourquoi Lozano et ses collègues travaillent sur un système de propulsion en version miniature. Il est suffisamment petit pour qu’il tienne dans une poche. Ce système de propulsion peut diriger les CubSats en basse orbite et il pourrait même les mener à l’extérieur du système solaire. Au lieu d’utiliser un carburant chimique qui est lourd et inefficace, ils ont utilisé du liquide ionique qui se base sur des ions qui sont chargés positivement ou négativement.

Et étant donné que cette substance est liquide dans une température ambiante, il est plus sécurisé et plus simple de le transporter dans l’espace par rapport au plasma et au gaz. Et il suffit d’appliquer un champ électrique pour lancer le satellite à grande vitesse dans la direction opposée. Sur le papier, la théorie est belle, mais il y a des questions qui restaient en suspens. Est-ce que les ions laissés derrière allaient corroder le vaisseau ? Est-ce que le vaisseau préserverait sa charge neutre ou est-ce que les ions positifs, laissés derrière, allaient créer un mouvement de va-et-vient sur les ions négatifs ? Si ce dernier se produit, alors cela annule la poussée. De plus, est-ce que la poussée est suffisante ?

En aout 2015, Lozano et ses étudiants ont testé un système complet avec un CubSat. Ils l’ont placé dans une chambre sous vide et ils l’ont fait léviter avec du magnétisme pour imiter les conditions dans l’espace. Ensuite, ils ont placé les propulseurs sur des côtés opposés du CubeSat pour le déplacer en cercle plutôt que de le faire voler dans le laboratoire. Le premier propulseur émettait des ions positifs tandis que le second produisait des ions négatifs et cela permettait au CubeSat d’avoir une charge neutre.

Après 20 minutes d’une mise à feu continue, le CubeSat a tourné à une vitesse de 2 rotations par minute selon Lozano. Cette vitesse est suffisante pour que le CubeSat passe d’une altitude de 400 à 800 kilomètres. On peut aussi utiliser cette vitesse pour détacher le CubeSat de son orbite. Ensuite, l’équipe a fait fonctionner les propulseurs pendant 140 heures en consommant tout le carburant, mais cela n’a pas corrodé le vaisseau.

Selon les chercheurs : C’est l’une des rares craintes qu’on avait. Est-ce que nous pourrions consommer tout le carburant sans créer de problèmes au vaisseau ? Mais à la fin, le tank était vide et c’est sans doute l’un des tests les plus excitants qu’on a fait en laboratoire. Mais est-ce que ces satellites sont prêts à décoller ? L’équipe du MIT a donné 3 de leurs systèmes de propulsion au NASA Glenn Research Center en Ohio. La NASA va effectuer plus de tests, mais selon Lorenzo, les premiers décollages pourraient avoir lieu dès l’année prochaine. Ce n’est plus une théorie, car l’exploration spatiale à la portée de tous est très proche de nous.