Les satellites sont devenus plus petits – donc même vous pouvez faire de la science dans l'espace

Veux aller àespacer ? Cela pourrait vous coûter cher.

Ce mois-ci, le vaisseau spatial SpaceX Crew Dragon fera lepremier vol en équipage entièrement privé à la Station spatiale internationale. Le prix courant d'un siège est de 55 millions de dollars américains. Le billet comprend un séjour de huit jours sur la station spatiale, chambre et pension comprises – etdes vues incomparables.

Virgin Galactic et Blue Origin proposent des alternatives moins chères, qui vous feront voleraux confins de l'espacepour un simple250 000 à 500 000 USD . Mais les vols ne durent qu'entreDixet15 minutesà peine le temps de savourer une collation en vol.

Mais si vous êtes heureux de garder les pieds sur terre, les choses commencent à paraître plus abordables. Au cours des 20 dernières années, les progrès de la technologie des petits satellites ont mis l'orbite terrestre à la portée des petits pays, des entreprises privées, des chercheurs universitaires et même des bricoleurs.

Sciences dans l'espace

Nous sommes des scientifiques qui étudions notre planète et l'univers au-delà. Nos recherches s'étendent dans l'espace à la recherche de réponses à des questions fondamentales sur l'évolution de notre océan dans un monde qui se réchauffe, ou pour étudier les trous noirs supermassifs qui battent au cœur de galaxies lointaines.

Le coût de toute cette recherche peut être, disons, astronomique. leTélescope spatial James Webbqui a été lancé en décembre 2021 et recherchera les premières étoiles et galaxies de l'univers, avait un prix final de 10 milliards de dollars aprèsde nombreux retards et dépassements de coûts.

Le prix de la Station spatiale internationale, qui a accueilli près de3 000 expériences scientifiquessur 20 ans, s'élevait à 150 milliards de dollars américains, auxquels s'ajoutaient 4 milliards de dollars américains supplémentaires chaque année pour garder les lumières allumées.

Même les satellites météorologiques, qui constituent l'épine dorsale de notre infrastructure d'observation spatiale et fournissent des mesures essentielles pour les prévisions météorologiques et la surveillance des catastrophes naturelles, coûtent jusqu'à 400 millions de dollars chacun.construire et lancer.

Des budgets comme ceux-ci ne sont disponibles que pour les gouvernements et les agences spatiales nationales – ou un club très restreint demilliardaires amoureux de l'espace.

Espace pour tout le monde

Des options plus abordables démocratisent désormais l'accès à l'espace. Soi-disantnanosatellitesd'une charge utile inférieure à 10 kg carburant compris, peuvent être lancés individuellement ou en « essaims ».

Depuis 1998, plus de3 400 missions de nanosatellitesont été lancés et renvoient des données utilisées pour la réponse aux catastrophes, le trafic maritime, la surveillance des cultures, les applications éducatives et plus encore.

Une innovation clé dans la révolution des petits satellites est la standardisation de leur forme et de leur taille, afin qu'ils puissent être lancés en grand nombre sur une seule fusée.

CubeSats sont un format largement utilisé, 10 cm de côté, qui peut être construit avec des composants électroniques du commerce. Ils ont été développés en 1999 par deux professeurs californiens, Jordi Puig-Suari et Bob Twiggs, qui voulaient que les étudiants diplômés acquièrent de l'expérience dans la conception, la construction et l'exploitation de leur propre vaisseau spatial.

Twiggs dit que la forme et la taille étaientinspirépar Beanie Babies, une sorte de peluche à collectionner présentée dans une vitrine cubique de 10 cm.

Les fournisseurs de lancement commercial commeEspaceXen Californie etLaboratoire de fuséeen Nouvelle-Zélande proposent des missions de « covoiturage »partager le coût du lancement à travers des dizaines de petits satellites. Vous pouvez maintenant construire, tester, lancer et recevoir des données de votre propre CubeSat pourmoins de 200 000 USD.

L'univers dans la paume de votre main

Les petits satellites ont ouvert de nouvelles voies passionnantes pour explorer notre planète et au-delà.

Un projet auquel nous participons utilise des CubeSats et des techniques d'apprentissage automatique poursurveiller la banquise antarctique depuis l'espace . La glace de mer est un élément crucial du système climatique et des mesures améliorées nous aideront à mieux comprendre l'impact du changement climatique en Antarctique.

Parrainé par leProgramme de pont spatial entre le Royaume-Uni et l'Australiele projet est une collaboration entre des universités et des instituts de recherche antarctiques des deux pays et une société de satellites basée au Royaume-Uni appeléeSpire mondial . Naturellement, nous avons appelé le projet IceCube.

De petits satellites commencent également à explorer au-delà de notre planète. En 2018,deux nanosatellitesaccompagné la mission Insight de la NASA pourMars pour fournir une communication en temps réel avec l'atterrisseur pendant sa descente. En mai 2022, Rocket Lab lancerale premier CubeSat vers la Luneen tant que précurseur du programme Artemis de la NASA, qui vise à faire atterrir la première femme et la première personne de couleur sur la Lune d'ici 2024.

De minuscules engins spatiaux ont même été proposés pour un voyage vers une autre étoile. leStarshot révolutionnaire Le projet veut lancer une flotte de 1 000 engins spatiaux de chaque centimètre de taille vers le système stellaire Alpha Centauri, à 4,37 années-lumière. Propulsé par des lasers au sol, le vaisseau spatial "naviguerait" dans l'espace interstellaire pendant 20 ou 30 ans et renverrait des images de l'exoplanète semblable à la Terre.Proxima du Centaure b.

Petit mais puissant

Avec les progrès de la miniaturisation, les satellites deviennent de plus en plus petits.

Les « picosatellites », de la taille d'une canette de soda, et les « femtosatellites », pas plus gros qu'une puce informatique, mettent l'espace à la portée des amateurs avertis. Certains peuvent être assemblés et lancés pouraussi peu que quelques centaines de dollars.

Une entreprise finlandaise expérimente un CubeSat construit de manière plus durableen bois . Et de nouveaux satellites intelligents, équipés de puces informatiques capables d'intelligence artificielle, peuvent décider quelles informations renvoyer vers la Terre au lieu de tout envoyer, ce qui réduit considérablement le coût des appels téléphoniques.

Se rendre dans l'espace ne doit pas coûter cher à la Terre après tout.

Cet article deShane Keatingmaître de conférences en mathématiques et océanographie,UNSW SydneyetClaire Kenyonastrophysicien et communicant scientifique,L'Université de Melbourneest republié deLa conversation sous licence Creative Commons. Lis learticle original.

Shane Keating et Clare Kenyon discuteront de CubeSats et du programme Space Bridge àConception au-delà de la Terre : L'avenir de l'observation de la Terreun événement en personne et en ligne à Scienceworks à Melbourne le dimanche 27 mars, de 12h à 13h.