L'ingénieur Joel Steinkraus utilise la lumière du soleil pour tester les panneaux solaires sur l'un des vaisseaux spatiaux Mars Cube One (MarCO) au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Les MarCO seront les premiers CubeSats - une sorte de mini-satellite -- volé dans l'espace lointain. Ils sont conçus pour voler derrière l'atterrisseur InSight de la NASA lors de sa croisière vers Mars. S'ils font le voyage vers Mars, ils testeront un relais de données sur l'entrée d'InSight, descente et atterrissage sur Terre. Bien que la mission d'InSight ne dépende pas du succès des MarCO, ils seront un test de la façon dont les CubeSats peuvent être utilisés dans l'espace lointain. Crédit :NASA/JPL-Caltech
Il y a vingt ans, Les CubeSats, une classe de satellites carrés suffisamment petits pour tenir dans un sac à dos, ont été utilisés par les universités comme aide pédagogique. Plus simple, plus petit et moins cher que les satellites traditionnels, ils ont rendu l'espace plus accessible aux entreprises privées et aux agences scientifiques.
Cet été, La NASA a fait voler les deux premiers CubeSats de nouvelle génération dans l'espace lointain. Ils sont actuellement en route pour Mars, traînant des milliers de kilomètres derrière le vaisseau spatial InSight. InSight et ses balises CubeSat sont déjà à plus de la moitié du chemin de la planète rouge.
La mini-mission, appelé Mars Cube One (MarCO), a déjà prouvé que cette classe d'engins spatiaux peut survivre à l'environnement de l'espace lointain. Il testera ensuite l'utilisation d'une technologie de communication miniaturisée pour relayer les données lorsque InSight tentera d'atterrir en novembre. Relayer les données d'atterrissage est l'une des tâches des orbiteurs de la NASA, qui enregistrera la descente d'InSight ; les ingénieurs apprennent plus de chaque tentative d'atterrissage. MarCO testera si cette technologie peut effectuer efficacement le travail de relais pour de futures missions.
Pour accomplir leur mission, les MarCO ont des antennes et des radios miniatures à gain élevé qui peuvent communiquer avec la Terre à une distance d'environ 150 millions de kilomètres. Leurs systèmes de propulsion sont capables de se diriger vers Mars; chaque MarCO a terminé sa deuxième manœuvre de direction en août. Ils ont même des caméras couleur, l'un d'eux a pris la première image d'un CubeSat de la Terre et de la Lune, preuve du chemin parcouru par cette technologie.
MarCO est encore expérimental. Il est destiné à démontrer que la technologie des engins spatiaux peut être réduite en un tout petit paquet tout en faisant quelque chose d'utile dans l'espace lointain. Et tandis que CubeSats ne rivalisera jamais avec le vaisseau spatial plus gros et plus complexe que la NASA vole habituellement, le vaisseau spatial MarCO est le pionnier d'une nouvelle classe d'exploration robotique.
"Notre espoir est que MarCO puisse aider à démocratiser l'espace lointain, " a déclaré Jakob Van Zyl, directeur de la Direction de l'exploration du système solaire au Jet Propulsion Laboratory de la NASA à Pasadena, Californie. "La technologie est suffisamment bon marché pour que vous puissiez imaginer des pays entrant dans l'espace qui n'étaient pas des acteurs dans le passé. Même les universités pourraient le faire."
Un héritage d'éclaireurs
JPL a initié et construit MarCO, l'un des nombreux projets CubeSat que le laboratoire a développés. Le JPL est un lieu naturel pour héberger des CubeSats :le Lab a construit le premier satellite américain, Explorateur 1, qui a découvert les ceintures de radiation de Van Allen en 1958. Un peu comme un CubeSat, c'était un petit, vaisseau spatial rudimentaire. L'histoire du programme spatial américain a suivi dans son sillage.
JPL a ensuite construit un mini-rover martien appelé Sojourner qui a fait de petits pas en 1997 et s'est avéré être un essai pour Spirit de la NASA, Rovers Opportunity et Curiosity.
Illustration de l'un des vaisseaux spatiaux jumeaux MarCO avec certains composants clés étiquetés. La couverture avant est laissée de côté pour montrer certains composants internes. Les antennes et les panneaux solaires sont en configuration déployée. Crédit :NASA/JPL-Caltech
L'innovation commence souvent par la technologie des éclaireurs, dit Van Zyl. Une fois que les ingénieurs prouvent que quelque chose peut être fait, les missions scientifiques suivent.
« En matière d'innovation, MarCO est dans la même classe que Explorer 1 et Sojourner, " a déclaré Van Zyl. " La question est :Pouvons-nous utiliser CubeSats pour faire plus de science ? Pas toutes les sciences, car ils sont trop limités pour transporter de nombreux instruments. Mais cette technologie crée un véhicule pour que les gens fassent de la science à un investissement beaucoup plus faible pour le contribuable. »
La NASA s'est déjà engagée à répondre à la question. Thomas Zurbuchen, administrateur associé de la direction de la mission scientifique de l'agence, est un partisan de CubeSats; le mois dernier, il a annoncé que la NASA financerait chaque année pour 100 millions de dollars de missions scientifiques SmallSat.
Se préparer pour les futurs CubeSats
MarCO a déjà jeté les bases d'une future exploration avec de petits engins spatiaux.
"Presque toutes les fonctionnalités de MarCO sont adaptées pour une utilisation sur les futurs engins spatiaux, " dit John Baker, le directeur de programme responsable des petits engins spatiaux au JPL. "Et de nombreuses pièces ont commencé avec le produit d'un partenaire commercial qui a été modifié."
Le rôle des partenaires commerciaux de MarCO ne peut pas être surestimé. Ses panneaux solaires, appareils photo, avionique, les systèmes de propulsion et les systèmes de contrôle d'attitude ont tous été fournis par des entrepreneurs commerciaux. L'un des avantages des CubeSats est qu'ils peuvent utiliser des pièces et des systèmes standardisés, permettant aux entreprises privées de baisser le prix des nouvelles technologies. Les engins spatiaux à moindre coût signifient également que les ingénieurs peuvent prendre plus de risques de conception, tester cette technologie dans l'espace.
Van Zyl a déclaré que l'objectif principal de MarCO était de prouver que les CubeSats peuvent survivre au dur voyage dans l'espace lointain. L'équipe de MarCO peut cocher cette case sur sa liste.
Ils sont déjà concentrés sur leur prochain objectif :Mars n'est qu'à quelques mois et à 110 millions de kilomètres.
