Un cubesat, largement construit par des étudiants de premier cycle et dont le lancement est prévu dimanche, explorera la faisabilité d'une nouvelle méthode de propulsion qui pourrait permettre à de très petits satellites de se déplacer autour de l'orbite terrestre sans transporter de carburant. Cela pourrait ouvrir la voie à de minuscules satellites qui restent en orbite pendant de longues périodes et fonctionnent en essaims, surveillance des tempêtes et des catastrophes naturelles, par exemple.

Un cubesat a à peu près la taille d'une miche de pain, conçu pour faire du stop dans l'espace avec une mission majeure. Les cubesats sont des moyens peu coûteux de tester de nouvelles technologies ou de permettre aux étudiants d'acquérir une expérience pratique de l'exploration spatiale. MiTEE devrait voler depuis le port aérien et spatial de Mojave sur la démonstration de lancement 2 de Virgin Orbit.

Alors que l'atmosphère terrestre est beaucoup plus épaisse au sol, une dispersion de particules d'air s'étend jusqu'à l'orbite terrestre basse, le territoire d'environ 60 % des satellites en orbite terrestre. Les petits satellites sont plus fortement affectés par la traînée de la haute atmosphère que les gros satellites, ralentir leurs orbites et les faire tomber vers la Terre.

"Ces petits vaisseaux spatiaux ne durent pas très longtemps, peut-être même des jours à des semaines, ou quelques mois, selon leur hauteur, " a déclaré Brian Gilchrist, professeur d'électrotechnique et d'informatique, qui encadre l'équipe.

Et, contrairement aux satellites plus gros, la plupart des petits satellites ne peuvent pas lutter contre la traînée. La propulsion est généralement obtenue en poussant quelque chose dans le sens opposé du déplacement, mais cela signifie transporter du matériel supplémentaire sur le satellite qui ajoute du poids et est une ressource limitée.

Mais parce que les petits satellites sont si légers, ils pourront peut-être profiter d'un autre moyen de propulsion. Plutôt que de compter sur les réactions égales et opposées de Newton pour se déplacer, ils peuvent être capables d'exploiter les lois plus subtiles de l'électromagnétisme.

L'équipe étudie l'idée d'attacher deux petits satellites de la taille d'un téléphone portable avec un fil de 10 à 30 mètres de long capable de conduire le courant dans les deux sens en utilisant l'énergie des panneaux solaires et en fermant le circuit électrique à travers l'ionosphère terrestre. Lorsqu'un fil conduit un courant dans un champ magnétique, ce champ magnétique exerce une force sur le fil. L'équipe prévoit d'utiliser la force du champ magnétique terrestre pour monter plus haut en orbite, compenser la traînée de l'atmosphère.

Les premières expériences pour tester l'idée seront sur un satellite CubeSat appelé MiTEE-1:The Miniature Tether Electrodynamics Experiment-1. La version en cours de lancement a été conçue et réalisée par plus de 250 étudiants, sur une période de six ans. Ils ont été encadrés par des ingénieurs et techniciens du Laboratoire de recherche en physique spatiale U-M (SPRL). La version lancée maintenant aura une flèche rigide déployable, un mètre de long, entre un satellite de la taille d'une boîte à pain et un autre de la taille d'un grand smartphone. Il mesurera la quantité de courant pouvant être extraite de l'ionosphère dans différentes conditions.

"C'est la première fois que MiTEE lance un satellite, et ça a été long à venir. Je suis ravi de voir enfin le résultat d'années d'efforts, " Lauren Citkowski, un senior en génie aérospatial.

En deux ans et demi sur le projet, Citkowski est reconnaissante pour les expériences qui ont construit ses compétences techniques, tels que le soudage et l'assemblage d'électronique, et les compétences en communication et en relations interpersonnelles qui lui permettront de prospérer au sein d'équipes d'ingénierie interdisciplinaires.

Le projet MiTEE se poursuit à U-M, prendre les données de ce satellite et planifier le suivant. Une future version avec une attache plus longue entre les satellites, 30 pieds ou plus, démontrerait que cette forme de propulsion électromagnétique pourrait maintenir l'appareil en orbite.

Le projet MiTEE participe au Programme de conception multidisciplinaire (MDP), qui aide à jumeler les étudiants de toute l'Université avec la recherche du corps professoral, des étudiants de première année de premier cycle aux étudiants de maîtrise. Grâce à MDP, le U-M College of Engineering finance également des bourses pour les étudiants issus de familles à faible et moyen revenu, ou qui font partie de la première génération de la famille à fréquenter l'université. Tous les étudiants qui participent au MDP acquièrent une expérience pratique dans la recherche et l'industrie, les préparant à des carrières dans l'ingénierie et les sciences spatiales.