Publié

Le satellite CubeSat tient (presque) dans la main mais il fait le maximum

Nanosatellite de type CubeSat 3U, utilisé dans le cadre de la mission TROPICS de la Nasa [Rocket Lab USA Inc]
Nanosatellite de type CubeSat 3U, utilisé dans le cadre de la mission TROPICS de la Nasa - [Rocket Lab USA Inc]
A l’initiative de la Nasa, une flottille de nanosatellites va bientôt être déployée dans l’espace pour observer les cyclones tropicaux. Ultralégers et ne mesurant qu’une trentaine de centimètres, ces derniers proposeront une imagerie haute résolution à trois dimensions. Un atout majeur pour la prévision des évènements extrêmes.

Le suivi des conditions atmosphériques à proximité des cyclones tropicaux est assuré par les réseaux de mesures au sol, par les observations aériennes et par les satellites. Lesquels se répartissent en deux grandes catégories :

Les géostationnaires tout d’abord, qui font des observations depuis un point fixe à 36'000 km d’altitude à des intervalles de 10 minutes, comme les satellites Météosat.

Principaux satellites géostationnaires et à défilement en orbite. [The COMET Program/EUMETSAT/NASA/NOAA/WMO]
Principaux satellites géostationnaires et à défilement en orbite. [The COMET Program/EUMETSAT/NASA/NOAA/WMO]

Les satellites à défilement ensuite, qui circulent autour de la Terre à une altitude comprise entre 550 et 800 km. Ces derniers permettent de faire des observations en résolution élevée mais ils ne passent en général que toutes les 10 heures au-dessus du même point. Ce qui ne donne qu’une vision partielle de ce qui se passe à l’intérieur des cyclones.

Pour palier cet inconvénient, la NASA a lancé il y a quelques années le projet TROPICS (acronyme de Time-Resolved Observation of Precipitation structure and storm Intensity with a Constellation of Smallsats), dont l’objectif est l’observation à fréquence rapprochée des cyclones tropicaux. La mission repose sur une constellation de 6 nanosatellites de format CubeSat 3U circulant sur une orbite basse avec une inclinaison de 30°, le tout permettant de faire des mesures d'un même point toutes les 60 minutes.

Flottille de satellites de type CubeSat 3U, destinés à la surveillance des ouragans. [Laboratoire Lincoln du Massachusetts Institute of Technology]
Flottille de satellites de type CubeSat 3U, destinés à la surveillance des ouragans. [Laboratoire Lincoln du Massachusetts Institute of Technology]

Un CubeSat 3U mesure 10 x 10 x 34 cm avec une masse de 3.8 kg. Il est équipé d’un radiomètre à balayage pour mesurer la température, les précipitations et les propriétés des nuages en 3 dimensions. Le contrôle d'attitude est pris en charge par un système XACT de Blue Canyon. Celui-ci comprend un viseur d’étoiles, une centrale à inertie, des roues de réaction et des panneaux solaires qui fournissent environ 9,1 watts. Chaque mission dure un an.

Placement d'un satellite de type CubeSat 3U dans son compartiment de transport. [Nasa - Robert Markowitz]
Placement d'un satellite de type CubeSat 3U dans son compartiment de transport. [Nasa - Robert Markowitz]

Au chapitre des finances, un satellite CubeSat U3 côute environ 270'000 dollars, l’ensemble du programme étant budgété à 30 millions de dollars. A titre de comparaison, le prix programme Terra, qui utilise également des satellites à défilement, est estimé à 1'300 millions.

Mises en orbites réussies la nuit passée

Après un échec en 2021, la Nasa a relancé la nuit passée deux satellites depuis la base de Mahia en Nouvelle-Zélande, en utilisant un lanceur Rocket Lab. Au bout d'une trentaine de minutes de vol, ces derniers ont été déployés avec succès dans l’espace (video ci-dessous). Ils seront bientôt placés sur leur orbite à environ 550 km d’altitude.

Deux autres exemplaires viendront compléter la flottille dans les semaines à venir, ce qui portera leur nombre à quatre.  "Avoir quatre nanosatellites au lieu des six initialement prévus fait une différence", a déclaré William Blackwell, chercheur au MIT Lincoln Laboratory et principal responsable du projet TROPICS. "Mais nous serons en mesure d'assurer des observations toutes les 60 minutes".

Les données collectées seront partagées avec la National Oceanic and Atmospheric Administration, le Joint Typhoon Warning Center, le National Hurricane Center et d'autres partenaires. Elles permettront de mesurer de manière plus précise les conditions atmosphériques à l’intérieur des cyclones, notamment lorsque ces derniers ont tendance à  s’intensifier. Un atout majeur pour bien informer les populations concernées.

Ouragan Dorian vu depuis la station spatiale internationale (ISS). [Nasa - Christina Koch]
Ouragan Dorian vu depuis la station spatiale internationale (ISS). [Nasa - Christina Koch]

La saison cyclonique sur l'Atlantique équatorial commencera le 1er juin et se terminera le 30 novembre. Selon les dernières prévisions de l'Université d'Etat du Colorado, il pourrait y avoir entre 11 et 15 tempêtes tropicales cette année (vents entre 63 et 118 km/h). 6 à 8 d’entre-elles pourront évoluer sous la forme d’ouragans (plus de 118 km/h), dont 2 à 3 sous forme majeure (plus de 178 km/h), c’est-à-dire de catégorie 3, 4 ou 5 sur l’échelle de Saffir-Simpson.

Philippe Jeanneret

Publié