Des ingénieurs réalisent le premier test en orbite de la navigation autonome par satellites en essaim

Dans un développement majeur pour l’aéronautique et l’exploration spatiale, des ingénieurs ont récemment réussi à réaliser le premier test en orbite de la navigation autonome par satellites en essaim. Cette technologie innovante promet de révolutionner la façon dont les engins spatiaux se déplacent et interagissent dans l’espace, offrant une précision et une autonomie sans précédent. Grâce à une coordination efficace entre plusieurs satellites fonctionnant ensemble comme un essaim, cette avancée pourrait faciliter des missions complexes, réduire les coûts et améliorer la sécurité des opérations spatiales. L’aboutissement de ce projet ouvre la voie à de nouvelles possibilités dans le domaine de la navigation par satellite, rendant les voyages dans l’univers plus accessibles et efficaces.

Navigation Autonome par Satellites en Essaim :

Dans un futur proche, au lieu d’utiliser des satellites spatiaux individuels coûteux et volumineux, des équipes de satellites plus petits, connues sous le nom d’essaim, collaboreront pour offrir une plus grande précision, agilité et autonomie. Une équipe de chercheurs de l’Université de Stanford, travaillant dans le laboratoire Space Rendezvous Lab, a récemment réalisé avec succès le premier test en orbite d’un système prototype capable de naviguer un essaim de satellites en utilisant uniquement des informations visuelles partagées par le biais d’un réseau sans fil.

Le Test Starling Formation-Flying Optical Experiment (StarFOX)

Le test, nommé Starling Formation-Flying Optical Experiment (StarFOX), impliquait la navigation de quatre petits satellites travaillant en tandem, utilisant uniquement les informations visuelles recueillies par des caméras embarquées pour calculer leurs trajectoires (ou orbites). Cette expérience inaugurale a été présentée lors de la conférence des experts en satellites en essaim à Logan, Utah.

Les Défis de la Navigation en Essaim

La navigation robuste de l’essaim représente un défi technologique considérable. Les systèmes actuels dépendent du Global Navigation Satellite System (GNSS), nécessitant des contacts fréquents avec des systèmes terrestres. Pour les zones au-delà de l’orbite terrestre, le Deep Space Network est disponible, mais il est relativement lent et difficilement évolutif.

L’essaim a besoin d’un système de navigation autonome et robuste, capable de fonctionner sans equipment additionnel coûteux. Les caméras utilisées dans le test StarFOX sont des caméras 2D de type « star-tracker », déjà présentes sur la plupart des satellites modernes.

Les Avantages de la Navigation Autonome

L’utilisation de l’angles-only navigation n’exige aucun matériel supplémentaire, même pour les satellites petits et peu coûteux. Le partage des informations visuelles entre les membres de l’essaim offre une nouvelle capacité de navigation optique distribuée.

Le Système ARTMS

StarFOX combine des mesures visuelles prises par les caméras montées sur chaque satellite dans l’essaim. Le champ d’étoiles connu à l’arrière-plan est utilisé comme référence pour extraire les angles de visée des satellites de l’essaim.

Le système ARTMS (Absolute and Relative Trajectory Measurement System) intègre trois nouveaux algorithmes robotiques spatiaux:

• Un algorithme de traitement d’image qui détecte et suit plusieurs cibles dans les images et calcule les angles de visée des cibles.
• Un algorithme de détermination d’orbite en lots qui estime une orbite grossière pour chaque satellite à partir de ces angles.
• Un algorithme de détermination d’orbite séquentielle qui affine les trajectoires de l’essaim en traitant de nouvelles images au fil du temps.

Exploring Further Applications

Cette avancée dans la navigation autonome par essaim de satellites ouvre de nouvelles possibilités pour les missions spatiales complexes nécessitant une coordination précise et robuste. Des applications potentielles incluent des missions sur la Lune, Mars, et d’autres objets planétaires, offrant une nouvelle dimension de flexibilité et d’efficacité.