L’absence de mode de propulsion embarqué efficace est l’un des principaux défauts des cubesats. Cela limite fortement leur durée de vie lorsqu’ils sont mis sur orbite à basse altitude, et pour ceux qui seraient amenés à avoir une durée de vie plus longue à plus haute altitude, ils augmentent les risques de collision et de génération de débris.
La start-up ThrustMe a été créée à l’École Polytechnique de Paris-Saclay, par deux chercheurs du Laboratoire de physique des plasmas (LPP) : Ane Aanesland, venue de Norvège, et Dmytro Rafalskyi, venu d’Ukraine. Le concept de base de leur propulseur ne remonte qu’à 2013, associant la technologie des plasmas à celle des semi-conducteurs. Il a franchi depuis de nombreux degrés de maturité technologique (TRL : Technology Readiness Level). « En trois ans nous sommes passés de l’idée au TRL 6 [démonstration dans un environnement significatif, ndlr] », explique Ane Aanesland. « Nous comptons atteindre le TRL 9 [système opérationnel] en 2017 ! »
Ce projet a été soutenu par la SATT (Société d’accélération de transfert technologique) Paris-Saclay, créée en 2014 pour servir de passerelle entre les laboratoires et les entreprises.
ThrustMe développe un module propulsif basé sur un moteur ionique à grille, de très petite taille, qui pourrait être intégré dans une seule unité de cubesat (c’est à dire un cube de 10 cm de côté et dont la masse ne dépasse pas 1 kg). Ce moteur de 4 cm de diamètre, capable de fournir une poussée de l’ordre de 1 mN, se caractérise par son absence d’anode pour la neutralisation du flux éjecté qui permet une simplification et un allègement significatifs du système. Le secret vient d’un champ alternatif à haute fréquence qui permet d’accélérer aussi bien les ions négatifs que positifs pour créer un flux globalement neutre.
Contrairement aux autres moteurs ioniques ou plasmiques sur le marché, celui-ci n’utilise pas du xénon, mais de l’iode embarqué en phase solide et qui se sublime une fois soumis au vide. Sur une mission, le moteur pourrait fournir un accroissement de vitesse de 1,5 à 1,8 km/s, de quoi rallonger de 7 mois à 3 ans la durée de vie d’un cubesat de 6 kg. Pour y parvenir, le cubesat devra néanmoins disposer de panneaux solaires suffisamment puissants pour fournir 20 à 60 W afin d’alimenter la propulsion.
Le premier prototype est en cours d’essais sous vide. Un premier vol est prévu fin 2017 pour une commercialisation en 2018. Le marché visé ne se limite pas aux cubesats, ce propulseur pourrait tout à fait trouver sa place sur des satellites plus gros, dans la tranche des 10 à 500 kg, ou sur des sondes interplanétaires.
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