Nouveau centre de recherche pour les nanosatellites de l'Université technique de Berlin

Merlin Barschke, doctorant au département de technologie spatiale, construit le satellite TechnoSat. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Sascha Weiß, doctorant au département de technologie spatiale, avec deux modèles BEESAT. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Mesures du modèle de qualification d'ingénieur du pico-satellite BEESAT-2. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

L'installation d'antennes sur le toit de la TU Berlin appartient à la station au sol de la spécialité de technologie spatiale. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

L'installation d'antennes sur le toit de la TU Berlin appartient à la station au sol de la discipline de la technologie spatiale. (© TU Berlin/PR/Ulrich Dahl)

Plus un satellite est petit et léger, plus son lancement est économique. Il faut prévoir entre 10 et 100 millions d'euros pour mettre en orbite un satellite ordinaire de quelques centaines de kilogrammes et de plusieurs mètres de long avec une fusée. On estime le coût de lancement à 20 000 euros par kilo. À la TU Berlin, des nanosatellites, qui tiennent dans une poche à main et ne pèsent que 1 à 15 kilogrammes, sont développés et exploités. Grâce au centre de recherche récemment ouvert pour les nanosatellites, qui est unique au monde en tant qu'établissement universitaire, l'université dispose sur le campus de Charlottenburg d'un lieu où chercheurs et étudiants travaillent ensemble sur sept nouveaux satellites. Ceux-ci peuvent utiliser des caméras infrarouges pour détecter des incendies de forêt, tester de nouvelles technologies dans l'espace ou créer un réseau de communication pour les satellites faibles en signal.

« Dans le domaine de la technologie spatiale à la TU Berlin, la recherche et l'enseignement se renforcent mutuellement de manière très impressionnante », explique le Prof. Dr. Christian Thomsen, président de la TU Berlin. « Les satellites, co-développés et construits par des étudiants et doctorants, marquent des jalons dans la recherche sur les microsatellites à l’échelle mondiale. Le centre de recherche pour nanosatellites n’est pas seulement un lieu d’innovation, mais aussi un centre de formation pour la relève, qui peut ainsi se préparer efficacement aux défis de la science et de l’industrie. »

Le Prof. Dr.-Ing. Klaus Brieß, responsable du domaine de la technologie spatiale à la TU Berlin, déclare : « La catégorie des nanosatellites, avec une masse de 1 à 15 kilogrammes, en est encore à ses débuts dans leur développement en tant qu’outils complets de surveillance de l’environnement, de télédétection ou de communication. Nous menons des recherches sur de nouvelles composants pour ces petits satellites ainsi que sur la démonstration spatiale de nouvelles plateformes d’instruments et systèmes satellitaires. »

Le nouveau centre de recherche pour nanosatellites occupe une superficie totale de 330 mètres carrés, comprenant un centre de contrôle de mission, une zone d’intégration et de test électrostatiquement protégée avec une chambre thermique, une chambre à vide et un poste de stockage avec régulation, ainsi que des postes de travail informatiques et une salle de réunion. Le coût total de construction et d’équipement du centre s’élève à environ 100 000 euros. Dans ce laboratoire, sont intégrés les nanosatellites TUBIN, TechnoSat et quatre modèles S-Net, développés dans le cadre de projets soutenus par le ministère fédéral de l’Économie et de la Technologie. Ces satellites sont destinés à réaliser des missions de recherche exigeantes.

Avec TUBIN (TU Berlin Infrared Nanosatellite), la télédétection terrestre avec des instruments optiques est en cours de développement et de test. Le satellite pèse environ 15 kilogrammes et a des dimensions d’environ 30 sur 45 sur 45 centimètres. Il transporte une charge utile composée de deux caméras infrarouges et d’une caméra sensible dans la gamme visible. La charge utile infrarouge doit démontrer l’applicabilité de la technologie des bolomètres pour la détection et l’observation de points chauds, comme les incendies de forêt, depuis l’espace. La mission devrait être lancée en 2016.

La mission TechnoSat (lancement prévu en 2015) a pour objectif principal de démontrer et d’expérimenter dans l’espace de nouveaux composants et sous-systèmes développés pour les nanosatellites. Son objectif secondaire est le développement et l’utilisation du bus nanosatellite adaptable et réutilisable TUBiX20 (plateforme de nanosatellite innovante de la TU Berlin de la prochaine génération, 20 kg). L’adaptabilité ici désigne la capacité du bus à s’adapter à différentes charges utiles, orbites et scénarios de mission. TechnoSat aura une masse au lancement d’environ 15 kilogrammes et des dimensions d’environ 30 sur 45 sur 45 centimètres.

Les quatre satellites S-Net doivent étudier et démontrer les bases méthodologiques, théoriques et techniques d’une communication moderne fiable entre satellites. Les domaines d’application possibles incluent la recherche environnementale et climatique, les systèmes d’alerte précoce mondiaux, la surveillance des catastrophes, la gestion du trafic ainsi que la maintenance en orbite et la robotique planétaire. Quatre transceivers radio pour la communication inter-satellites, développés à la TU Berlin, seront intégrés à quatre satellites de la classe de 10 kilogrammes. Ces nanosatellites voleront en formation et formeront un réseau de communication dans la bande S. Les expériences dans l’espace devraient débuter en 2016.

Le travail selon des principes minimalistes dans le domaine de la technologie spatiale à la TU Berlin, tant en termes de technique qu’en termes de consommation d’énergie, était à l’origine destiné à des fins d’enseignement et de formation. Depuis 1963, l’université enseigne les bases de la technologie spatiale, et depuis 25 ans, elle développe et construit en collaboration avec des étudiants des microsatellites, nanosatellites et picosatellites. Aujourd’hui, la TU Berlin est à la pointe de la recherche sur les microsatellites dans le monde entier. Dix satellites de la TU ont déjà été lancés avec succès en orbite, dont les trois picosatellites BEESAT (satellites expérimentaux et de formation berlinois), dont la première série est considérée comme une étape technologique majeure. Avec environ 10 centimètres de côté et 1 kilogramme de masse totale, ils sont les plus petits satellites jamais construits dans ce domaine. Le lancement de BEESAT-4 est prévu pour 2015.

Le nouveau centre de recherche pour nanosatellites enrichit le campus de Charlottenburg d’un autre lieu de recherche moderne. Récemment, le laboratoire BasCat pour la recherche en catalyse, un laboratoire d’énergie pour la recherche sur les turbines à gaz, et une maison pour la biochimie ont été inaugurés. De plus, la fondation Wüstenrot a annoncé fin 2013 qu’elle allouerait 3,5 millions d’euros pour la rénovation du grand réservoir en forme de rose sur le campus de Charlottenburg, afin de préserver cette architecture exceptionnelle et de permettre d’autres recherches dans ce bâtiment.