QB50 est un projet visant à lancer une quarantaine de CubeSats développés par des équipes universitaires emportant chacun un instrument scientifique pour l'étude de la thermosphère. Ces nano-satellites doivent être placés en orbite durant le premier semestre 2017 en deux vagues.
Historique
Le projet de constellation de CubeSat QB50 est mis sur pied en 2011 par l'institut de recherche belge IVK (Institut von Karman consacré aux recherches sur la dynamique des fluides). Du fait de sa taille réduite un CubeSat simple (10x10x10 cm masse 1 kg) ou mème double ou triple ne peut emporter qu'une très faible charge utile et sa capacité à manœuvrer ou transmettre des données est réduite. En combinant les capacités de plusieurs CubeSat dotés de capteurs identiques on peut remplir des objectifs scientifiques. La réalisation d'une constellation de CubeSats est un sujet ancien mais qui se concrétise pour la première fois avec le projet QB50.
Objectifs
Le projet QB50, financé en partie dans le cadre du Septième programme-cadre de l'Union Européenne, a pour objectif de : Faciliter l'accès à l'espace Effectuer des mesures in situ et multipoints dans la thermosphère Développer des démonstrateurs technologiques Contribuer à la formation : les CubeSats sont réalisés par des universités.
Caractéristiques techniques
Tous les CubeSats QB50 doivent répondre au cahier des charges imposé à ce type de nano-satellite (celui-ci définit les dimension, masse, contrainte sur la pressurisation, le système propulsif, la mise en marche, les mécanismes de déploiement, etc.) ainsi qu'à un cahier des charges complémentaire établi dans le cadre du projet QB50. Celui-ci impose notamment une durée de vie minimale de 6 mois, la capacité du satellite à ralentir un mouvement de rotation, etc.
Instruments scientifiques
La majeure partie des CubeSat emporte un des trois capteurs suivants destinés à collecter des données sur la thermosphère : Le spectromètre de masse des ions neutres INMS (Ion and Neutral Mass Spectromete) développé par le Laboratoire de science spatiale Mullard mesure la densité des ions in situ et détermine les principaux constituants (azote, oxygène moléculaire, oxygène atomique). Expérience FIPEX développée par TU Dresden de mesure de l'oxygène présent dans l'atmosphère résiduelle Sonde de Langmuir à capteurs multiples mNLP (Multi Needle Langmuir Probe) développé par l'université d'Oslo. L'instrument mesure la densité des électrons avec une résolution spatiale de 1 mètre.
Démonstrateurs technologiques
Plusieurs CubeSats transportent une charge utile spécifique : QARMAN (QubeSat for Aerothermodynamic Research and Measurements on AblatioN) est un CubeSat 3U construit par l'Institut von Karman de dynamique des fluides pour étudier le processus de rentrée atmosphérique et les phénomènes aérothermodynamiques associés. Il comprend un bouclier thermique utilisant un matériau ablatif innovant. Il doit également tester un système de désorbitage passif et un système de render-vous orbital non propulsé. DelFFi désig,e 2 CubeSat 3U - Delta and Phi - qui sont construits par TU Delft. Ils doivent démonter leur capacité à effectuer un vol en formation de manière autonome en utilisant différents dispositifs. Ils emportent également un capteur FIPEX. InflateSail est un CubeSat 3U développé par le Surrey Space Centre de l'Université de Surrey qui doit tester l'utilisation d'une voile d'une superficie de 3 m x 3 m utilisant une structure gonflable pour accélérer la désorbitation de satellites.
Déroulement de la mission
Les CubeSats doivent être placés en orbite en deux temps : 28 CubeSats, regroupés sous l'appellation SB50-ISS, sont embarqués dans le vaisseau de ravitaillement Cygnus et sont placés en orbite vers la mi- par une fusée Atlas V. Déchargés dans la Station spatiale internationale, ils sont vérifiés par l'équipage de celle-ci puis largués dans l'espace en plusieurs séries espacées. Ils circulent alors sur la même orbite que la station spatiale (altitude environ 415 km, inclinaison orbitale 51,6°). 8 CubeSats, regroupés sous l'appellation SB50-PL , sont placés en orbite en tant que charge utile secondaire par une fusée indienne PSLV vers le . Ils circulent alors une orbite héliosynchrone à 500 km d'altitude avec une inclinaison orbitale de 97,1°.
Les mesures de la thermosphère sont effectuées à partir du moment où l'altitude des nano-satellites est descendue à 300 km/
Liste des CubeSats du programme QB50
La majeure partie des satellites doivent être lancés au cours du 1er semestre 2017.
+Liste des CubeSats placés en orbite durant le premier semestre 2017 Identifiant Type CubseSat Instrument scientifique Participant universitaire principal Désignation du CubeSat Pays LanceurAT03 2U mNLP FHWN Pegasus Autriche PSLV AU01 2U INMS Université d'Adélaïde SUSat Australie Atlas V AU02 2U INMS Université de Nouvelle-Galles du Sud UNSW-EC0 Australie Atlas V AU03 2U mNLP Université de Sydney INSPIRE-2 Australie Atlas V AZ01 2U FIPEX Université de Stellenbosch ZA-AEROSAT Afrique du Sud Atlas V AZ02 2U FIPEX SCS-SPACE nSIGHT-1 Afrique du Sud Atlas V CA03 2U mNLP Université d'Alberta ExAlta-1 Canada Atlas VBE02 2U INMS Institut de technologie de Harbin LilacSat-1 Chine Atlas VBE03 2U FIPEX Université de science et technologie de Nankin NJUST-1 Chine Atlas VBE04 2U INMS Ao Xiang-1 Chine Atlas VBE06 2U INMS Université Nationale de technologie de Défense NUDTSat Chine PSLVCZ02 2U FIPEX VZLU VZLUSAT-1 Tchéquie PSLVDE02 2U INMS UCL UCLSat Royaume-Uni Atlas VDE04 3U N/A FH Aachen DragSail-CubeSat Allemagne PSLVE501 2U INMS Université polytechnique de Madrid QBITO Espagne Atlas VFI01 2U mNLP Université Aalto Aalto-2 Finlande Atlas VFR01 2U FIPEX École Polytechnique X-CubeSat France Atlas VFR05 2U FIPEX Mines ParisTech SpaceCube France Atlas VGB03 2U INMS University College de Londres UCLSat Royaume-Uni PSLVGB06 3U N/A Université de Surrey InflateSail Royaume-Uni PSLVGR01 2U mNLP Université Démocrite de Thrace DUTHSat Grèce Atlas VGR02 2U mNLP Université de Patras UPSat Grèce Atlas VIL01 2U mNLP IDC Herzliya Hoopoe Israël Atlas VIT02 3U mNLP Université de Rome « La Sapienza » URSA MAIOR Italie PSLVKR01 2U INMS KAIST LINK Corée du Sud Atlas VKR02 2U FIPEX Université nationale de Séoul SNUSAT-1 Corée du Sud Atlas VKR03 2U FIPEX Université nationale de Séoul SNUSAT-1b Corée du Sud Atlas VLT01 3U FIPEX Université de Vilnius LituanicaSAT-2 Lituanie PSLVSE01 2U FIPEX Université de technologie de Lulea QBEE Suède Atlas VTR01 2U mNLP Université technique d'Istanbul BEEAGLESAT Turquie Atlas VTR02 2U mNLP HAVELSAN HAVELSAT Turquie Atlas VTW01 2U INMS NCKU PHOENIX Taiwan Atlas VUA01 2U FIPEX Université nationale technique d'Ukraine PolyITAN-2 SAU Ukraine Atlas VUS01 2U INMS Université du Colorado Challenger États-Unis Atlas VUS02 2U FIPEX Université du Michigan Atlantis États-Unis Atlas VUS04 2U FIPEX Universidad del Turabo Columbia États-Unis Atlas V
Notes et références
Voir aussi Articles connexes CubeSat Thermosphère Institut von Karman de dynamique des fluides
Liens externes Site officiel Cahier des charges des CubeSats QB50 Rapport de sélection des instruments scientifiques embarqués (mars 2012) Analyse d'une mission d'un CubeSat QB50
Catégorie:Atmosphère terrestre Catégorie:CubeSat