Les V-R3x CubeSats subissent un test de performance fonctionnelle dans un laboratoire du centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie. Crédit :NASA/Centre de recherche Ames/Dominic Hart
Une mission de la NASA dont le lancement est prévu vendredi placera trois minuscules satellites en orbite terrestre basse, où ils montreront comment les satellites pourraient se suivre et communiquer entre eux, préparant le terrain pour des essaims de milliers de petits satellites qui peuvent travailler en coopération et de manière autonome.
Zac Manchester, professeur adjoint à l'Institut de robotique de l'Université Carnegie Mellon et chercheur principal de la mission, dit que les petits satellites ont gagné en popularité au cours des 10 dernières années, car certaines entreprises en lancent déjà des centaines en orbite pour effectuer des tâches telles que l'imagerie de la Terre et les prévisions météorologiques.
Ces satellites sont désormais contrôlés individuellement depuis le sol. Au fur et à mesure que les essaims deviennent plus gros et plus sophistiqués, Manchester a noté, ils devront répondre aux commandes presque comme une seule entité. La nouvelle mission, surnommé V-R3x, testera les technologies qui pourraient rendre cela possible.
"Cette mission est un précurseur de capacités d'essaimage plus avancées et de vol en formation autonome, ", a déclaré Manchester.
La NASA est également intéressée à utiliser des essaims de petits satellites au-delà de la Terre. Des essaims de satellites autour de la lune, par exemple, pourrait fournir des communications et une aide à la navigation pour l'exploration lunaire, y compris le programme Artemis de la NASA. Il sera essentiel que les essaims extraterrestres fonctionnent de manière autonome, a dit Manchester.
Max Holliday, un étudiant diplômé à Stanford, détient l'un des trois petits satellites qui seront mis en orbite. Crédit :Université Carnegie Mellon
V-R3x, une mission de démonstration technologique financée par le programme Small Spacecraft Technology de la NASA, est mis en œuvre par un petit groupe d'ingénieurs dédié connu sous le nom d'accélérateur de charge utile pour CubeSat Endeavours (PACE) au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley. Le groupe a pour objectif de concevoir, développer et piloter des expériences spatiales rapidement et à moindre coût.
V-R3x déploiera trois soi-disant CubeSats en orbite terrestre basse. Ces cubes standardisés de 10 centimètres pèsent chacun environ un kilogramme et, une fois déployé, formera un réseau maillé, échangeant des signaux radio alors qu'ils s'éloignent lentement sur une période de trois à quatre mois.
Les satellites seront également équipés de radios spéciales en bande S capables de mesurer le temps de vol. C'est-à-dire, ils peuvent mesurer combien de temps il faut à un signal radio pour se rendre à un autre satellite et rebondir. Le temps de vol de ce signal peut ensuite être utilisé pour calculer la distance entre les deux satellites dans un rayon d'un demi-mètre.
Les trois satellites seront lancés à bord d'un SpaceX Falcon 9 depuis Cap Canaveral, Floride. En témoignage de la popularité des petits satellites, ce vol sera un « covoiturage » qui transportera des dizaines de microsatellites et de nanosatellites pour une variété de clients commerciaux et gouvernementaux.
Manchester, qui a rejoint l'Institut de robotique de la CMU en septembre dernier, a conçu la mission alors qu'il était professeur adjoint d'aéronautique et d'astronautique à l'Université de Stanford. Son étudiant diplômé à Stanford, Max Holliday, a fait une grande partie de la construction de CubeSat dans sa cuisine à cause de la pandémie de COVID-19. Un doctorat CMU étudiant en robotique, Kévin Tracy, a développé un logiciel pour l'expérience.
Anh Nguyen, chef de projet pour la mission V-R3x au Ames Research Center de la NASA dans la Silicon Valley en Californie, effectue un test de vérification de charge des V-R3x CubeSats chargés dans un distributeur Mercury-3 CubeSat de Maverick Space Systems Inc. dans un laboratoire d'Ames. Crédit :NASA/Centre de recherche Ames/Dominic Hart
"On dirait qu'il y a un bel avenir ici pour ce genre de choses, " Manchester a dit de la CMU, faisant référence à deux rovers lunaires CMU en attente de lancements et à d'autres recherches spatiales en cours à l'université et à Pittsburgh.
Bien que sa propre formation soit en aéronautique – V-R3x est la troisième mission spatiale pour laquelle il a été chercheur principal – Manchester a souligné que rejoindre le Robotics Institute est parfaitement logique en raison du chevauchement qui existe avec la robotique.
"Les engins spatiaux sont des robots, trop, " il a dit.
Les V-R3x CubeSats seront placés en orbite polaire, ce qui signifie qu'ils traverseront Pittsburgh environ deux fois par jour, 12 heures d'intervalle. Manchester a déclaré qu'il espère mettre en place une station au sol à CMU pour communiquer avec les satellites, bien qu'il ait reconnu qu'aucune des stations au sol utilisées pour la mission n'a grand-chose à faire.
"Les satellites se réveilleront et feront leur travail de manière autonome, " a-t-il expliqué. " Nous devons principalement nous assurer que nous obtenons leurs données téléchargées. "
