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Aug 07, 2023

Accélération de la technologie SmallSat : le Space Dynamics Lab obtient un brevet pour la propulsion des engins spatiaux

Science et technologie 29 août 2023 Le système de propulsion hybride miniaturisé à combustion finale verte pour CubeSats est présenté dans cette image lors d'un incendie d'essai dans une installation SDL du campus d'innovation de l'USU.

Technologie scientifique

29 août 2023

Le système de propulsion hybride miniaturisé à combustion finale verte pour CubeSats est présenté sur cette image lors d'un incendie d'essai dans une installation SDL sur le campus d'innovation de l'USU. (Crédit photo : SDL/Allison Bills)

LOGAN NORD, Utah — Le laboratoire de dynamique spatiale de l'Université d'État de l'Utah a annoncé mardi avoir obtenu un brevet pour le développement d'un système de propulsion miniaturisé pour CubeSats. L'invention répond à l'intérêt croissant de l'industrie spatiale pour la manœuvrabilité des petits satellites en orbite.

La capacité de manœuvrer les CubeSats en orbite offre de nombreux avantages, notamment une polyvalence et une efficacité accrues des satellites. Grâce aux systèmes de propulsion embarqués, les CubeSats peuvent effectuer des ajustements orbitaux précis, permettant une flexibilité de mission et une réactivité aux données en temps réel.

Les CubeSats maniables peuvent effectuer des vols en formation et des essaimages pour des missions coopératives, optimiser la couverture des communications et éviter activement les collisions avec d'autres satellites et débris spatiaux, contribuant ainsi à la sécurité et à la durabilité de l'espace. De plus, les capacités de repositionnement prolongent la durée de vie des satellites, tandis que la désorbitation contrôlée garantit une élimination responsable des satellites. Ces systèmes de propulsion offrent également un potentiel de test précieux pour les futures technologies satellitaires et offrent des opportunités de formation pratique aux étudiants et aux chercheurs en sciences et ingénierie spatiales.

Les principaux défis liés à la propulsion des petits satellites comprennent l'espace limité à bord et les contradictions de masse. Mesurant seulement 10 centimètres de tous côtés, les CubeSats ont une capacité propulsive limitée, ce qui affecte leur durée de vie opérationnelle et leur maniabilité orbitale. Le nouveau système de propulsion est conçu pour s'adapter de manière compacte aux limites des CubeSats sans compromettre leur mission et leurs capacités principales.

Les inventeurs du système de propulsion hybride miniaturisé à combustion en extrémité verte pour CubeSats — les ingénieurs SDL Tyson Smith, Zachary Lewis, Kurt Olsen, le scientifique SDL et professeur à la retraite de l'USU Stephen Whitmore, et l'inventeur Marc Anthony Bulcher — ont résolu des défis techniques considérables associés à la propulsion de très petit vaisseau spatial depuis des années. Le nouveau brevet s'appuie sur une invention de propulsion SmallSat attribuée l'année dernière à SDL et Smith, Lewis, Olsen et Whitmore.

"Les petits satellites sont de plus en plus salués pour leur polyvalence et leur rentabilité, mais leur potentiel a été défini par leurs limites inhérentes en termes d'espace, de masse et de puissance, exigeant des solutions de propulsion compactes, légères et très efficaces", a déclaré Olsen. "La nouvelle invention résout ces problèmes en créant une propulsion qui permet aux petits engins spatiaux de brûler du carburant solide et sûr de manière contrôlée à des niveaux de poussée adaptés à leur plus petite masse."

L'équipe a également pris en compte les contraintes de puissance à bord, la complexité du vaisseau spatial et la gestion thermique lors de la conception du nouveau système de propulsion.

"Les petits satellites sont souvent confrontés à des limitations de puissance, ce qui nécessite des systèmes de propulsion qui établissent un équilibre délicat entre efficacité et consommation d'énergie", a expliqué Olsen. "Nous nous sommes également concentrés sur le développement d'une solution de propulsion simple et fiable tout en maintenant des normes de performances élevées."

Leur invention utilise un mélange de carburant solide et liquide qui, contrairement à la plupart des carburants de fusée conventionnels utilisés aujourd'hui, est inoffensif pour les humains et redémarrable.

« SDL brevète les inventions développées dans le cadre de nos compétences principales afin de permettre des opportunités de licence qui feront progresser l'état de l'art et permettront une adoption plus large de ces inventions sur le marché », a déclaré Dale Andersen, avocat général et conseil en brevets de SDL. « Les inventeurs de SDL continuent de favoriser les innovations qui permettent à nos clients d'appliquer des technologies de pointe à leurs missions critiques. »

Basé sur le campus d'innovation de l'Université d'État de l'Utah à North Logan, dans l'Utah, le Space Dynamics Laboratory est une organisation à but non lucratif et un centre de recherche affilié à l'Université du ministère de la Défense appartenant à l'USU. Plus de 1 000 ingénieurs, scientifiques, professionnels et étudiants SDL dévoués résolvent les défis techniques auxquels sont confrontés l'armée, la communauté scientifique et l'industrie et soutiennent la vision de la NASA : explorer les secrets de l'univers pour le bénéfice de tous. SDL possède des bureaux extérieurs à Albuquerque, au Nouveau-Mexique ; Chantilly, Virginie ; Dayton, Ohio ; Huntsville, Alabama ; Ogden, Utah ; et Stafford, Virginie. Pour plus d’informations, visitez www.sdl.usu.edu.