A l’occasion du 4S symposium (Small Satellites Systems and Services), l’ensemble de la communauté Nanosatellites était réunie : l’ONERA, que son expertise spatiale et scientifique transversale et ses moyens d’essais positionnent naturellement sur le sujet, a participé à cet évènement. Zoom sur ses activités en la matière.
Nous entendons aujourd’hui beaucoup parler du NewSpace, ce courant scientifique et maintenant économique pouvant créer de la valeur économique et durable. En effet, la miniaturisation de l’électronique embarquée dans les charges utiles des satellites, toujours plus petits, de moins en moins énergivores, ou réutilisables sont autant de technologies à améliorer qui intéressent de nouveaux acteurs. Et la baisse régulière du coût de l’accès rend les constellations de petits satellites plus faciles à lancer. L’ONERA, pont entre recherche et industrie, accompagne d’ores et déjà ses partenaires dans de nombreux projets NewSpace.
Antériorité des recherches et transversalité des savoirs
ONSATLab
Depuis les années 60, la mission de l’ONERA s’est élargie au secteur du spatial, et depuis quelques années, il développe des systèmes spatiaux adaptés aux « nanosats », ces petits satellites qui permettent de démocratiser les expériences qui y sont embarquées. En effet, l’ONERA travaille sur plusieurs missions scientifiques et technologiques dont les objectifs vont de l’étude de l’ionosphère, aux ceintures de radiation, à l’observation de la Terre, en passant par des moyens techniques pour atténuer les effets des décharges électrostatiques au sein des satellites.
Ces études s’appuient sur les briques technologiques développées ces dernières années telles que les caméras embarquées, la conception d’optique « freeform ».
Ces technologies, durcies vis-à-vis des contraintes spatiales telles les radiations sont aptes à être déployées. L’utilisation de ces savoirs est aujourd’hui soutenue par un laboratoire transverse interne à l’ONERA, l’ONSATLab, également nourri par la possibilité de mener des essais expérimentaux grâce à des moyens de laboratoire dédiés.
La multidisciplinarité de l’ONERA est un atout majeur pour adresser le marché des nanosatellites : optique, électromagnétisme et radar, physique, matériaux, traitement de l’information et systèmes, aérodynamique, énergétique. L’ONERA est organisé autour de 7 départements scientifiques différents, mais qui savent dialoguer pour résoudre les problématiques transverses de ses partenaires.
Moyens d’essais
Moyen d'essai radiation sur composants
Grâce à ses moyens d’essais dédiés, l’ONERA peut mener diverses expérimentations : essais de compatibilité et décharge électromagnétique dans les chambres anéchoïques et réverbérantes de Toulouse, tests de propulsion électrique avec le caisson ERIS permettant de mesurer très précisément les petites poussées de ces mini-propulseurs allant jusqu’à des puissance de 1 kW, bancs de décharge électrostatique (moyen JONAS) et bancs de vibration (laboratoireCASSIS), moyen d’essais de radiation sur composants (laboratoire AXEL avec moyen d’irradiations combinées electrons/protons/UV), enceinte à vide thermique, moyen d’étalonnage de caméra infrarouge, et le banc PESO permettant de tester des technologies pour l’autonomie des petits systèmes spatiaux.
L’ONERA développe par ailleurs un laboratoire de simulation numérique avancée permettant de simuler des scenarii complexes : le SpaceLab. Il permet la simulation de l’environnement spatial, le contrôle de mission ou la gestion de constellations ou essaims. Les objets simulés vont du satellite, du lanceur, jusqu’aux senseurs sol et vol.
L’ONERA pont entre recherche et industrie : projets et partenaires variés
L’ONERA tourné vers les PME
Dans le cadre du lancement en 2020 du programme BLAST d’accompagnement et d’accélération de startups Deep tech dans le domaine aéronautique-espace-défense, l’ONERA se constitue petit à petit un track record de transferts de technologie réussis vers des startups qu’il a contribué à faire émerger.
L’ONERA mène de nombreux projets de recherche en lien avec le NewSpace. Par exemple, le projet CREME (Cubesat Radiation Environment Monitoring Experiment), dédié à la météorologie de l’Espace, en partenariat avec l’ISAE-SUPAERO, la société U-SPACE, les PME Toulousaines EREMS et TRAD, ainsi que 3D-PLUS, vise à réaliser un moniteur à empreinte réduite pour l’étude des ceintures de radiation. Le projet CROCUS (ChaRging On CUbeSat) en partenariat avec le centre spatial de Polytechnique dont le but est d’étudier les décharges électrostatiques dans les satellites, de valider une nouvelle génération de charges utiles et de démontrer l’efficacité d’un émetteur d’électrons ONERA pour limiter la charge négative des satellites. Enfin, la mission FLYLAB qui pave la route de l’observation de la Terre (visible et infrarouge) et des techniques de vol en formation.
L’ONERA est également impliqué dans les missions en collaboration avec le LATMOS : charge utile CUIONO du projet de nanosat INSPIRE-SAT7, et nanosat ASTERIX dont l’objectif est de mesurer le déséquilibre radiatif terrestre en concevant deux caméras embarquées, toutes deux développées par l’ONERA (partenariat B-PHOT Brussels Photonics).
Stratégie scientifique de l’ONERA : défricher pour dessiner le futur
L’ONERA est organisée autour d’une combinaison entre les recherches applicatives et les activités plus fondamentales, un équilibre subtil qui permet à l’ONERA de travailler sur des sujets d’avenir.
Pour cela, il s’appuie sur ses feuilles de route, inspirées de son Plan stratégique scientifique (orientations scientifiques de l’ONERA 2015-2025). Si plusieurs feuilles de route évoquent des développements qui seront utiles au NewSpace (« Nouveaux moyens de simulation par exemple », les feuilles de route « Un accès performant et sûr à l’espace », « Un espace durable et sécurisé », montrent bien le caractère prospectif des orientations de l’ONERA.
