OUFTI-1, premier nano-satellite belge, conçu par des étudiants liégeois

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Belgique | Sciences de l’ingénieur : aéronautique, mécanique, électronique, génie civil
18 avril 2016

OUFTI-1 (acronyme de Orbital Utility For Telecommunication Innovation) est un CubeSat sélectionné par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) pour son programme éducatif Fly Your Satellite ! dont le but est de donner l’opportunité aux étudiants universitaires en Europe de développer de A à Z un nano-satellite, depuis les premières phases d’études et de conception jusqu’à la fabrication des composants et leur assemblage au sein du CubeSat. OUFTI-1 fait partie des trois CubeSat européens qui ont été sélectionnés, en compagnie de AAUSAT4 (Université d’Aalborg, Danemark) et e-st@r-II (Ecole polytechnique de Turin, Italie).

OUFTI-1 offre le premier relais spatial pour la technologie de télécommunication numérique D-STAR, qui peut s’avérer particulièrement utile lorsque les relais terrestres font défaut ou ont été détruits, par exemple lors de catastrophes naturelles.

Il s’agit d’une technologie numérique développée en 2001 par la Japanese Amateur Radio League, permettant de transmettre de la voix et des données numériquement et simultanément. Ces communications peuvent être réalisées, non seulement par radio, mais également par Internet. De telles communications ne sont évidemment possibles que si les radioamateurs sont proches d’un relais ou connectés au web. Ce qui n’est pas nécessairement le cas dans des zones difficiles d’accès ou isolées à la suite d’une catastrophe naturelle par exemple. D’où l’utilité d’un satellite performant et peu coûteux qui peut relayer les communications critiques. Pour remplir ce rôle, OUFTI-1 contient un relais qu’il a fallu miniaturiser et adapter aux conditions extrêmes de l’espace, les deux principaux challenges du projet.

Pour se familiariser avec la technologie D-STAR et en prévision des liaisons radio avec le satellite, l’Université de Liège s’est dotée dès 2008 du premier relais terrestre belge (connecté à l’Internet) du système D-STAR mondial, opérationnel sur le campus universitaire du Sart Tilman. Par ailleurs, les étudiants ont non seulement construit un satellite, mais aussi deux stations-sols pour satellite complètes, étroitement couplées au relais terrestre D-STAR.

La deuxième mission d’OUFTI-1 est le test du comportement des cellules solaires du nano-satellite, cellules particulières puisqu’elles ont un rendement plus élevé que les habituelles cellules photovoltaïques (30% contre environ 15% habituellement).

Un projet conçu pour et par les étudiants

Les origines du projet OUFTI-1 remontent à septembre 2007 à la faveur d’une conversation entre le Pr Jacques Verly (Laboratoire d’exploitation des signaux et images, Université de Liège) et un ingénieur de l’entreprise Spacebel, Luc Halbach, radioamateur lui-même. Le Pr Gaëtan Kerschen (Département d’aérospatiale et mécanique, Université de Liège) a ensuite rejoint le projet.

Dès le départ, le CubeSat liégeois a été conçu comme un formidable instrument pédagogique, fédérant des étudiants de l’Université de Liège et de Hautes Ecoles de la région. En 8 ans et demi d’existence, le projet a vu défiler plusieurs dizaines d’étudiants et a donné lieu à la réalisation de pas moins de 45 travaux de fin d’études (thèses de Master). Les différents composants du nano-satellite ont été conçus puis assemblés par eux avant d’être soumis à des tests sévères, au Centre spatial de Liège (CSL) de l’Université de Liège et au Centre de Recherche et de Technologie spatiales (ESTEC) de l’Agence spatiale européenne (ESA), lesquels ont aussi prodigué d’importants conseils.

OUFTI-1 en quelques données

  • Cube de 10 cm de côté (en comparaison, Sentinel 1B a une hauteur de 4 m - Soyouz a une hauteur de 50 m)
  • Poids de 1 kg
  • Puissance disponible de l’ordre de 1 watt
  • Altitude par rapport à la Terre : de 450 km à 660 km (orbite elliptique).
  • Fréquences du satellite (longueur d’onde) : 145 MHz et 435 Mhz (2m et 70 cm)
  • Vitesse du satellite : 28.000 km/h
  • Inclinaison de l’orbite par rapport à l’équateur : 98 degrés (orbite quasi-polaire)
  • Durée de vie liée à l’orbite (ré-entrée atmosphérique) : +-20 ans.
  • Durée de vie liée aux composants électroniques (limitée par les radiations) : de l’ordre de 2 ans
  • Taille des antennes : 50 cm et 17 cm
  • Révolution autour de la Terre : un peu plus d’1h30

A propos du Centre Spatial de Liège (CSL)

Créé par l’Université de Liège, le Centre Spatial de Liège (www.csl.ulg.ac.be) est un centre de recherche axé sur l’instrumentation spatiale, disposant d’installations d’essais environnementaux au service de l’Agence Spatiale Européenne (ESA), de l’industrie spatiale et des entreprises régionales.

Ses équipements sont notamment constitués de cuves de différents diamètres dans des salles ultra-propres, permettant de réaliser des tests reconstituant l’environnement spatial auquel les satellites et leurs instruments seront soumis. De nombreux instruments scientifiques de missions remarquables de l’ESA et certaines de la NASA ont été conçus et construits au CSL, d’autres ont également fait l’objet d’une qualification spatiale dans les salles blanches du CSL : EIT-SOHO, OM-XMM, FUV-SI-IMAGE, OMC-Integral, HI-STEREO, COROT, PACS-HERSCHEL, PLANCK, SWAP-Lyra-Proba-2, JUNO, Gaia, TROPOMI, MIRI-JWST, EUI-HI- Solar Orbiter, CHEOPS, WISPR-Solar Probe Plus, FUV-ICON, MSI, etc.

Les expertises du Centre se focalisent donc sur le développement d’instrumentation spatiale innovante. Dans ce cadre, le CSL développe des technologies avancées en optique, électronique, mécanique, thermique et participe activement à de nombreux projets du Plan Marshall dans les pôles de compétitivité Skywin (aéronautique et aérospatial) et Mecatech (génie mécanique).

Contact presse : Didier Moreau et Marie Liégeois, Service de presse de l’Université de Liège, press[a]ulg.ac.be

Rédacteur(s) : Relayé par Joachim Huet, Attaché de coopération scientifique et universitaire (joachim.huet[a]diplomatie.gouv.fr), et Victorine Hugot, Chargée de mission (victorine.hugot[a]diplomatie.gouv.fr)

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