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NANOSAT
LE PROJET DE NANO-SATELLITE ÉTUDIANT

Webinaire : Mehdi Scoubeau, le 08 Mars 2022Big science goals in a small format: GomSpace's science-oriented solutions

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Climate observation, asteroid exploration, electromagnetic field measurement, etc. Those are some of the very ambitious goals of our science-oriented customers. And since we like challenges and to help teams achieve their goals in space, we at GomSpace are actively working to support them. Let's go over some of those use case while presenting the different solutions that it leads us to develop (camera, ADCS design, deep space features, etc.).

08/03/22

Webinaire : Bart Vandenbussche, 01 février 2022The CubeSpec mission: enabling spectroscopy from a CubeSat platform

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CubeSpec is an in-orbit demonstration CubeSat mission in the ESA technology programme, developed and funded in Belgium. The goal of the mission is to demonstrate high-spectral-resolution astronomical spectroscopy from a 6-unit CubeSat. The prime science demonstration case for the in -orbit demonstration mission is to unravel the interior of massive stars using asteroseismology by high-cadance monitoring of the variations in spectral line profiles during a few months. The technological challenges are numerous. The 10x20cm aperture telescope and echelle spectrometer have been designed to fit in a 10x10x20cm volume. Under low-Earth orbit thermal variations, maintaining the fast telescope focus and spectrometer alignment is achieved via an thermal design. Straylight rejection and thermal shielding from the Sun and Earth infrared flux is achieved via deploying Earth and Sun shades. The narrow spectrometer slit requires arcsecond-level pointing stability using a performant 3-axis wheel stabilised attitude control system with star tracker augmented with a fine beam steering mechanism controlled in closed loop with a guiding sensor. The high cadence, long-term monitoring requirement of the mission poses specific requirements on the orbit and operational scenarios to enable the required sky visibility. CubeSpec is in the implementation phase, with a planned launch early 2024. A full engineering qualification model and a flight model will be constructed and tested in the course of 2022 and 2023. In this contribution we will give an overview of the mission, spacecraft and payload design, and the technology developments and the qualification status of
the satellite and its components.

https://fys.kuleuven.be/ster/instruments/cubespec

08/03/22

Webinaire : Karine Issautier, LESIA, le 11 janvier 2022CIRCUS, un cubesat pour cartographer l'ionosphère terrestre

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Le projet de nanosatellite CIRCUS (Characterization of the lonosphere using a Radio receiver on a CubeSat) consiste à étudier la couche F de 'ionosphère terrestre, autour de 550 km d'altitude, à l'aide d'un récepteur radio numérique nouvelle génération (R&D en cours) couplé à deux paires d'antennes filaires. L'objectif scientifique principal est de mesurer in-situ les paramètres locaux du plasma ionosphérique (densité et température des électrons) à haute cadence temporelle (quelques milliseconds), avec des objectifs principaux en météo de l'espace. Ces mesures seront accomplies en utilisant deux méthodes de mesure complémentaires: la méthode radio de spectroscopie du bruit quasi-thermique du plasma (QTN, LESIA) et la mesure d'impédance mutuelle (SIM, LPC2E), dans la gamme de fréquence 20 kHz-20MHz. Cette combinaison permettra (i) d'élargir la gamme des paramètres densité/température électroniques du plasma accessible à la mesure et (ii) d'inter-calibrer les mesures, permettant ainsi de sécuriser les objectifs scientifiques. En 2020, le projet CIRCUS a bénéficié d'un financement SEP dédié en grande partie aux études CEM (Compatibilité Electro-Magnétique) de la plateforme. Cet aspect est en effet un besoin impérieux pour la mission qui ambitionne d'embarquer une charge utile radio à très bas bruit. Au cours de ce webinaire, je présenterai les dernières avancées concernant CIRCUS, en particulier les études menées sur la plateforme et ses caractéristiques du point de vue de la propreté électromagnétique.

08/03/22

Webinaire, David Evans, ESA, le 07 décembre 2021 à 17h00 (nouvel horaire)OPS-SAT Space Lab: How increased onboard processing power has changed the way we operate our satellite 

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OPS-SAT is a 3U cubesat launched by the European Space Agency (ESA) on December 18th, 2019. It is the first nanosatellite to be directly owned and operated by ESA. The spacecraft is a flying platform that is easily accessible to European industry, institutions, and individuals, enabling rapid prototyping, testing, and validation of their software and firmware experiments in space at no cost and no bureaucracy. The spacecraft is equipped with a full set of sensors and actuators including a camera, GNSS, star tracker, reaction wheels, high speed X band and S band communication, laser receiver, software defined radio receiver, and a 800 MHz processor with a reconfigurable FPGA at its heart. Conceived to break the “has not flown, will not fly” cycle, OPS-SAT has spearheaded many firsts. One of the reasons for the success of cubesats is that they have changed the rules on who can access space; opening a world that used to belong to a few governmental and commercial players to smaller and newer ones. This is also true within space agencies as well as outside them. It would have been unthinkable just a few years ago for an ESA centre, whose prime job is to control ESA satellites, to specify, design and launch a mission with the sole aim of improving mission operations. However, it was never going to  be easy. This paper describes the events of the OPS-SAT mission starting from a few weeks before launch, when some last-minute non-compliances almost stopped the mission, through the LEOP and to the end of commissioning. During the whole process many challenges had to be overcome and it took ten months to complete commissioning compared to the initially planned three months. Problems started in the first pass, no UHF packets were received from the spacecraft and bad communications plagued the mission for many months. However, during this time a great deal of progress was made thanks to the ingenuity of the Flight control Team and the flexibility of the powerful system on module. “Normal” software, running on a well connected, powerful payload computer was used to solve many OPS-SAT-1 operational problem and often these solutions were even better than the original.   

 

 

08/03/22

Webinaire, Mathieu Barthelemy, IPAG, le 16 novembre 2021 à 17h00 (nouvel horaire)AMICal Sat, retour d'expérience d'un satellite du CSUG et débouchés scientifiques

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AMICal Sat a décollé de Kourou le 3 septembre 2020 après de nombreuses péripéties techniques et administratives. Développé en 2 ans ce satellite a pour objectif de prendre des images des aurores polaires et d'en déduire les flux de particules entrant dans l'atmosphère. Il est depuis plus d'1 an en fonctionnement et a produit des images des aurores polaires en dépit d'un panne du système ADCS. Lors de ce webinaire, nous aborderons les phases de conception et de construction du satellites, les difficultés administratives rencontrées ainsi que toute la phase d'opération à la fois aux niveaux techniques et scientifiques.

 

 

16/11/21

Webinaire de Hubert Halloin, APC, le 26 octobre 2021 à 18:00IGOSat : un nanosatellite pour l’étude de l’environnement radiatif terrestre

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Le projet IGOSat, porté par le LabEx UnivEarthS+, l’Université de Paris et le CNES, est un satellite CubeSat 3U (i.e. d’une taille de 10x10x30 cm et une masse totale limitée à 4 kg) principalement développé par des étudiants, qui permettra l’étude de l’environnement rayonnement gamma et du contenu en électrons de hautes énergies au niveau de l’anomalie Sud Atlantique et des cornets polaires. Un GPS bi-fréquences est également mis à bord d’IGOSat pour mesurer le contenu électronique total (TEC) de l’Ionosphère. Ces deux objectifs scientifiques permettront à la fois la qualification spatiale de nouveaux types de détecteurs (scintillateur CeBr3 et matrice de lecture à photodiodes à avalanche), l’amélioration des cartographies existantes en rayonnements gamma et TEC et enfin l’étude des corrélations possibles entre l’activité dans les ceintures de radiations (tracées par le flux d’électrons de haute énergie) et le taux d’ionisation de l’ionosphère.

L’orbite du satellite est (quasi)-polaire à une altitude de l’ordre de 650 km.

Les charges utiles du satellite bénéficient de l’expertise du laboratoire APC et de l’IPGP. IGOSat est actuellement en phase D, avec l’objectif d’être prêt au lancement fin 2022. Au-delà de l’aspect scientifique, le premier but de ce projet est pédagogique, en formant des étudiants aux techniques spatiales et à la gestion d’un projet global et complexe. IGOSat s’inscrit dans les cursus de formation de l’EIDD (École d’Ingénieur Denis Diderot) et accueille de nombreux stagiaires, pour des durées typiques de 3 à 6 mois, principalement de niveau master (M1 ou M2) mais aussi L3 et pré-doctoral. Depuis septembre 2012, un peu plus de 300 étudiants ont participé d’une manière ou d’une autre à ce projet, dont environ 90 stages.

26/10/21

Séminaire de Boris Segret, CENSUS-LESIA, le 14 septembre 2021 à 18:00CENSUS: pôle spatial de PSL Université, pépinière de nanosatellites scientifiques à l'Observatoire de Paris

 Pdf de présentation (1.1 MB)

Les nanosatellites se sont imposés comme une rupture technologique du secteur spatial et les scientifiques y voient le moyen de démontrer leurs concepts d'observation. En effet, les missions traditionnelles présentent des cycles de développement très longs et des risques financiers élevés qui incitent à faire voler des technologies déjà éprouvées au détriment de nouvelles. CENSUS accompagne les scientifiques pour démontrer leurs idées qui, parfois, ne sont réalisables qu'à l'aide de nanosatellites. Plus d'une douzaine d'idées ont été accompagnées depuis 2015, notamment pour l'interplanétaire. Plus de quarante stagiaires et scientifiques, et de nombreux étudiants pour des projets courts, sont passés par CENSUS. Nous incitons l'équipe scientifique à réfléchir en termes de "profil de mission". Le webinaire passera en revue les différents outils et méthodes: notre suite logicielle open-source DOCKS utilisable en distanciel, l'architecture paramétrique de la mission partagée entre tous les acteurs, le plateau PROMESS d'ingénierie concourante, le kit de composants CubeSats pour prévoir avec fiabilité le temps d'intégration et de tests, la salle blanche VEGA et notre station sol actuellement en UHF/VHF connectée au réseau mondial SATNogs.

26/09/21

Séminaire de Julie Castillo-Rogez, JPL-Caltech, le 01 juin 2021 à 17:00La première génération de CubeSat et Smallsat interplanétaires de la NASA

Annonce en .pdf

Lien zoom : https://zoom.us/j/97107068253?pwd=dUVHQXhEcFBZenJUN0t1ZUFhTjZLQT09

Depuis 2011, la NASA a investi dans le développement de technologies pour l’exploration scientifique du Système solaire avec des CubeSats. La démonstration de la radio IRIS sur les CubeSats MarCO en 2018 lors de l’atterrissage d’InSight a fait de cette vision une réalité. Actuellement, une quinzaine de missions CubeSats et Smallsat interplanétaires sont en développement pour des lancements dans les cinq prochaines années, en particulier avec Artemis-1 (NASA’s Space Launch System) à la fin 2021. Cette série de CubeSats va démontrer plusieurs technologies d’importance, et en particulier de nouveaux instruments miniaturisés. CeKe présentation fera une revue des missions CubeSats NASA en cours, des missions Smallsats à venir, et terminera sur une analyse des leçons de la mission Near Earth Asteroid (NEA) Scout qui est en cours de finalisa2on pour déploiement avec Artemis-1.

03/05/21

Webinaire de Mustapha Meftah, LATMOS, mardi 4 mai 2021 à 17hUVSQ-SAT, une mission dédiée à l’observation de variables climatiques essentielles

Annonce 

lien zoomhttps://us02web.zoom.us/j/89530522613?pwd=ZUZjVUpxVlR0YisycmdHQjAwSFozUT09 

UVSQ-SAT (UV & IR Sensors at high Quantum efficiency onboard a small SATellite) est un nano-satellite français au standard CubeSat. Il s’agit d’un démonstrateur pédagogique, technologique et scientifique dédié à l’observation de la Terre et du Soleil. Il a été imaginé, conçu, réalisé et testé par le LATMOS en collaboraHon avec ses partenaires académiques et industriels, et la communauté radioamateur francophone. De la taille d’un Rubik's Cube et pesant à peine 2 kg, ce satellite a été mis en orbite le 24 janvier 2021 par le lanceur Falcon 9 de la société SpaceX. Après avoir introduit l’importance de la mesure du bilan radiatif de la Terre et de son déséquilibre énergétique, les activités menées autour de la mission UVSQ-SAT seront présentées (développement, essais d’environnement, lancement). Enfin, les premiers résultats en orbite seront montrés (cartographies du rayonnement solaire réfléchi par la Terre et du rayonnement sortant à grande longueur d'onde au sommet de l’atmosphère au cours du mois de février 2021).

03/05/21

Séminaire de Pierre Drossart, le 13 avril 2021 à 17.00Les nano-satellites dans les défis de la prospective INSU 2020

Séminaire présenté par Pierre Drossart, Institut d'Astrophysique de Paris et LESIA, Observatoire de Paris

Annonce au format .jpg

Lien zoom : https://zoom.us/j/97324705109?pwd=SEEwenU0eW9DWVU0YkZZR2NURDFOUT09

Vidéo du séminaire 

Les planches

Le domaine des nanosatellites est aujourd'hui en pleine expansion et intéresse des acteurs de différents niveaux institutionnels, nationaux (CNES, INSU) ou locaux (universités et établissements). Le séminaire de prospective INSU a ainsi voulu aborder le sujet sous la forme de "défis" transverses, en incluant les aspects institutionnels et techniques de la conception de nanosatellites dans le contexte de la recherche française. Un bilan de la situation, présentée en novembre 2020 sera retracé.

Dimitri Galayko - 03/05/21

Séminaire de Nicolas Verdier du 9 mars 2021EYESAT : le premier Nanosatellite étudiant CNES issu du programme Nanolab Academy

Le séminaire est présenté par Nicolas Verdier,  le chef de projet Nanolab Academy CNES.  

Annonce en format .pdf

Les planches du séminaire

Résumé. Depuis 2012, le programme Nanolab Academy (ex JANUS) du CNES donne l'opportunité aux étudiants de se former aux techniques spatiales à travers la réalisation de systèmes Nanosatellites. Que ce soit à travers un soutien technique et financier auprès des Centres Spatiaux Universitaires ou par le biais de projets réalisés dans ses locaux Toulousains, Nanolab Academy est un tremplin pour tous ceux qui s'intéressent à l'espace et souhaitent contribuer à cette grande aventure. Au cours de cette présentation, le programme Nanolab Academy sera détaillé ainsi que le projet EYESAT le premier Nanosatellite réalisé au CNES par des étudiants en stage et lancé le 18 décembre 2019.

 

03/05/21

Traductions :