De minuscules satellites appelés CubeSats ont attiré beaucoup d'attention ces dernières années. En plus de permettre aux chercheurs de tester de nouvelles technologies, leur relative simplicité offre également une formation pratique aux ingénieurs en début de carrière.

Un CubeSat récemment déployé depuis la Station spatiale internationale est un exemple clé de leur potentiel, expérimenter les CubeSats appliqués à l'astronomie.

Pour les prochains mois, une démonstration technologique appelée ASTERIA (Arcsecond Space Telescope Enabling Research in Astrophysics) testera si un CubeSat peut effectuer des mesures précises du changement de la lumière d'une étoile. Cette fluctuation est utile pour un certain nombre d'applications commerciales et astrophysiques, y compris la découverte et l'étude des planètes en dehors de notre système solaire, connues sous le nom d'exoplanètes.

ASTERIA a été développé dans le cadre du programme Phaeton au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. Phaeton a été développé pour fournir des embauches en début de carrière, sous la direction de mentors expérimentés, avec les défis d'un projet de vol. ASTERIA est une collaboration avec le Massachusetts Institute of Technology de Cambridge; Sara Seager du MIT est la chercheuse principale du projet.

Un nouveau modèle de télescope spatial

ASTERI s'appuie sur la photométrie de précision, un champ qui mesure le flux, ou l'intensité, de la lumière d'un objet. Pour être utile à tout scientifique, un télescope spatial doit corriger les sources internes d'erreur tout en effectuant ces mesures.

Les ingénieurs ont appris à corriger le "bruit" dans des télescopes spatiaux beaucoup plus grands. S'ils pouvaient faire la même chose pour les CubeSats, il pourrait ouvrir une toute nouvelle classe d'outils d'astronomie.

"Les CubeSats offrent un moyen relativement peu coûteux de tester de nouvelles technologies, " a déclaré Amanda Donner de JPL, responsable de l'assurance de mission pour ASTERIA. "La conception modulaire des CubeSats les rend également personnalisables, donnant même à un petit groupe de chercheurs et d'étudiants l'accès à l'espace."

Elle a dit qu'il est même possible que des constellations de ces CubeSats fonctionnent de concert, couvrant plus du cosmos à la fois.

Une caméra d'astronomie stable

Sa petite taille exige qu'ASTERIA ait des caractéristiques d'ingénierie uniques.

• Une caméra d'astronomie stable maintiendra le télescope verrouillé sur une étoile spécifique jusqu'à 20 minutes en continu pendant que le vaisseau spatial orbite autour de la Terre.
• Un système de contrôle thermique actif stabilisera les températures dans le petit télescope à l'ombre de la Terre. Cela aide à minimiser le "bruit" causé par le changement de température - essentiel lorsque la mesure essaie de détecter de légères variations dans la lumière de l'étoile cible.

Les deux technologies se sont avérées difficiles à miniaturiser.

"L'un des plus grands défis d'ingénierie a été d'intégrer l'électronique de pointage et de contrôle thermique dans un si petit boîtier, " a déclaré Matthew Smith du JPL, Ingénieur système en chef et chef de mission d'ASTÉRIA. "Typiquement, ces composants à eux seuls sont plus gros que l'ensemble de notre vaisseau spatial. Maintenant que nous avons miniaturisé la technologie pour ASTERIA, il peut être appliqué à d'autres CubeSats ou petits instruments."

Bien qu'il ne s'agisse que d'une démonstration technologique, ASTÉRIA pourrait ouvrir la voie à de futurs CubeSats utiles à l'astronomie.

C'est impressionnant, d'autant plus qu'il s'agissait en fait d'un projet de formation :de nombreux membres de l'équipe n'ont obtenu leur diplôme collégial qu'au cours des cinq dernières années, dit Donner.

"Nous avons conçu, construit, testé et livré ASTERIA, et maintenant nous le pilotons, ", a-t-elle déclaré. "JPL prend au sérieux l'approche de formation consistant à apprendre par la pratique."