Nanoracks, go !

[25 septembre 2021]

Lancement des cubesats BIRDS depuis l’ISS le 7 juillet 2017

© NASA

La Station spatiale internationale est une destination mais c’est aussi parfois un point de départ !

Occasionnellement, l’ISS est en effet utilisée comme plate-forme de lancement pour nano-satellites, souvent appelés cubesats, du nom d’un format modulaire de très petit satellite issu du monde universitaire à la fin des années 1990 et devenu standard.

Le nom cubesat désigne de très petits satellites constitués d’un ou plusieurs modules cubiques de 10 cm de côté, pour une masse totale typiquement entre 1 et 10 kg. On parle de cubesat « 1U » lorsqu’il est constitué d’un seul module cubique (ou unité), « 2U » pour 2 modules, etc., avec des configurations pouvant aller jusqu’à 12U ou 16U (les plus gros jamais lancés). Les cubesats sont de plus en plus nombreux : plus de 1600 ont été lancés à ce jour et cela n’est pas fini ! Ils doivent leur succès aux progrès de la miniaturisation et à la disponibilité de composants « sur étagère », ce qui permet de réaliser à moindre coût des missions qui nécessitaient auparavant des plus grosses plates-formes satellitaires.

Auto-stop spatial

Reste un souci : le moyen de lancement, et c’est là que l’ISS peut apporter sa modeste contribution. Car contrairement aux plus gros satellites, les nanosatellites sont trop petits pour pouvoir être lancés « à la demande », individuellement. En raison d’un effet d’échelle pénalisant les très faibles masses comme c’est le cas ici (de 1 à quelques kg), un lanceur dédié à la mise sur orbite d’un unique nanosatellites conduirait à un coût du kg en orbite prohibitif, annulant tout l’intérêt du faible coût du satellite lui-même. Deux possibilités existent donc pour le lancement des nanosatellites : soit en lancer simultanément un grand nombre, de manière à correspondre à la capacité d’emport du lanceur et ainsi le rentabiliser au mieux, soit les embarquer en tant que passager secondaire sur une mission dont la finalité première est différente. C’est ce qui est fait occasionnellement avec les missions de ravitaillement de l’ISS, dont on profite pour acheminer les nanosatellites, l’ISS étant simplement une étape du voyage.

Quand l’ISS fait des petits

Ensuite, à condition de ne pas avoir besoin d’injecter le nanosatellite sur une orbite très différente de l’ISS, la phase finale de mise à poste est extrêmement simple : il suffit de l’éjecter dans l’espace en lui communiquant une vitesse d’éloignement très modeste. Une vitesse de l’ordre de 1 m/s seulement, associée à une direction d’éjection appropriée, est suffisante pour éliminer tout risque de collision ultérieure avec l’ISS. En effet, en raison de sa très petite taille et de caractéristiques géométriques et massiques très différentes, le nanosatellite va plus rapidement perdre de l’altitude que l’ISS sous l’effet de la traînée atmosphérique résiduelle.

Les nanosatellites sont actuellement lancés depuis l’ISS au moyen du déployeur de nanosats « Nanoracks », installé sur le module Japonais Kibo depuis janvier 2014. Ils sont d’abord installés par les astronautes dans le déployeur (dans la partie pressurisée du module), puis le déployeur rejoint le vide spatial via le sas du module, où il sera récupéré par le bras robotique. Celui-ci positionnera et orientera le déployeur comme il convient en vue de l’éjection des nanosatellites.

Le 14 juin dernier, l’équipage de l’ISS a participé au lancement de deux nanosatellites avec ce système : le satellite américain RamSat (Robertsville Middle School) et le satellite britannique SOAR (Université de Manchester). Ces satellites avaient été amenés début juin par la capsule Dragon CRS-22, en même temps, notamment, qu’une paire de nouveaux panneaux solaires destinés à l’ISS.

Nicolas Bérend