J eunes en A pprentissage pour la réalisation de N anosatellites au sein des U niversités et des écoles de l’enseignement S upérieur PROJET JANUS Satellites.

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1 J eunes en A pprentissage pour la réalisation de N anosatellites au sein des U niversités et des écoles de l’enseignement S upérieur PROJET JANUS Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) Contact : alain.gaboriaud@cnes.fr

2 Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) HISTORIQUE  ACTIVITES NANOSATELLITES ETUDIANTS : 2005 à 2011  2006 : Initiative EXPRESSO (DCT) : Université Montpellier  ROBUSTA ; lancement février 2012; Echec ; Rentrée atmosphérique en janvier 2015  150 étudiants  2009 : Coopération avec la Russie BAUMANETS2 : Université Montpellier  Instrument ROBUSTA  Reports du lancement depuis 2011; toujours en attente du lancement (peut être en 2016??)  20 étudiants  2010 : Coopération avec l’Inde PRATHAM : Université Paris Diderot  Station sol pour traitement du signal;  Nanosatellite pas lancé, peu de chance de lancement.  15 étudiants  PROJET JANUS naissance début 2012 : Structurer les activités en France  Poursuite des activités à l’Université de Montpellier : ROBUSTA1B,…  Opportunité du projet QB50 : février 2012  4 propositions soutenues par le CNES : X, Ecole des Mines, SupAéro; Université Paris Est Créteil  Discussions avec d’autres universités et école d’ingénieurs :  Paris Diderot (déjà impliqué), Paris Sud Cachan, Aix Marseille, Pierre et Marie Curie, ELISA,…

3 ► Promouvoir les activités spatiales auprès d’ étudiants de l’enseignement supérieur en proposant le développement de projets spatiaux constitués de :  Nanosatellites de type cubesat - masse comprise entre 1 et 10 kg  Instruments scientifiques pour : - mesurer des paramètres de l’environnement terrestre, - faire des images de la Terre (différentes résolutions et bandes spectrales - localiser des véhicules terrestres (bateaux, camions,…), - participer à l’exploration du système solaire, - observer l’univers…  Segment sol stations sol VHF/UHF, 2GHz, 8 GHz, centre de contrôle, centre de mission ► Proposer et valider en orbite de nouvelles technologies matériaux, capteurs, instruments, système de contrôle d’attitude, calculateur embarqué, systèmes de communication radio fréquence, propulsion,… OBJECTIFS Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT)

4 ORGANISATION ► Mise en place de CENTRE SPATIAUX UNIVERSITAIRES dans les universités françaises et les écoles d’ingénieurs :  Manager les projets spatiaux  Concevoir et développer des nanosatellites et le segment sol  Réaliser les opérations en vol  Mettre en place des coopérations avec des universités étrangères  Assurer les relations avec le CNES ► Partenariat avec des LABORATOIRES SCIENTIFIQUES ► Partenariat avec des PME/PMI ayant de préférence des activités dans le spatial Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT)

5 LOGIQUE DE DEVELOPPEMENT Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) ► Activités réalisées : Durant l’année scolaire ou universitaire dans le cursus Lors de stages, d’années de césure, de formation en alternance, voire de thèses ► Des objectifs concrets sont fixés en début d’année et une revue ou un point clé sera tenue en fin d’année pour juger le travail accompli et autoriser ou non la suite des activités. ► Le développement du système spatial (prêt au lancement) devra se faire en 5 ans max

6 PROJETS EN FIN DE DEVELOPPEMENT Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) ROBUSTA 1B (simple cubesat) Etude des doses de radiations sur des composants bipolaires Lancement prévu en Juillet 2016 FALCON 9 (USA) de Vandenberg (Floride)

7 CUBESATS POUR LE RESEAU QB50 Lancement prévu fin 2016 à partir de l’ISS Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) SpaceCube (double cubesat) Etude de la thermosphère. Instrument FIPEX : mesure de l’oxygène atomique X-Cubesat (double cubesat) Etude de la thermosphère. Instrument FIPEX : mesure de l’oxygène atomique PROJETS EN FIN DE DEVELOPPEMENT EntrySat (triple cubesat) Démonstrateur en orbite pour étudier la rentrée atmosphérique

8 Lancement prévu fin 2017 Lanceur AD Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) OGMS-SAT (triple cubesat) Démonstrateur en orbite pour étudier la dégradation de matériaux exposés à des radiations solaires (UV, Chaleur) Instrument CRDS (Cavity Ring Down Spectrometer) : mesure du spectre d’absorption de gaz par diodes laser PROJETS EN FIN DE DEVELOPPEMENT EYE-SAT (triple cubesat) Projet pilote JANUS avec une mission d’astronomie pour étudier la lumière zodiacale et la voie lactée et une mission de démonstration technologique Lancement prévu fin 2017 SOYOUZ (Russe) de Kourou ( Guyane)

9 IGOSAT (triple cubesat) Mesure du flux et du spectre des électrons de 1-20 MeV et des gammas dans l’anomalie sud atlantique et les cornets polaires PROJETS EN DEVELOPPEMENT CASAA-SAT(double cubesat) Caractérisation de l’Anomalie Magnétique de l’Atlantique Sud (un capteur de particules et une petite caméra) Méditerranée-SAT (triple cubesat) Collecte de données issues de navires pour effectuer des prévisions quantitatives des épisodes cévenols Prêt au lancement fin 2018 Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) Prêt au lancement fin 2018

10 PROJETS EN PHASE D’ETUDE Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) NIMPHSAT (triple cubesat) Validation technologique de composants hyper optique (suite à R&T TAS financée par le CNES) et mini détecteur de particules (ONERA) Prêts au lancement en 2020 SERB-SAT (triple cubesat) Etude du soleil (irradiance totale solaire) et de la Terre (bilan radiatif) Zegrensat/ATISE (nanosatellite de type tabletsat de la société SPUTNIX) La plateforme sera réalisée par l’université de Zelenograd (Russie) L’instrument ATISE sera réalisé par l’université de Grenoble et permettra des mesures spectrométriques au limbe des aurores polaires et de l’airglow GRE-1 (double cubesat) Mesure du champ magnétique à l’aide un magnétomètre basé sur une technologie très basse consommation.

11 PROJETS EN PHASE D’ETUDE Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT) OEDIPE (triple cubesat) Validation technologique de résonateurs MEMS: (Micro ElectroMechanical System) : remplacer des ‘quartz’ dans les applications hautes performances (source RF (500MHz to 4GHz) compacte et faiblement sensible à l’accélération / microbalance gravimétrique pour mesure ultime de masse) CURIE-SAT (triple cubesat : deux missions à l’étude)  METEOR : Détecter et caractériser des météores par photométrie et spectroscopie UV  CIRCUS : Etudier in-situ les couches de l’ionosphère (de 90 à 400 km) avec un récepteur radio et mesurer le spectre de puissance du plasma entre 50kHz et 50Mhz à l’aide d’antennes radios et d’un récepteur numérique TNR-HF (Thermal Noise Receiver) Prêts au lancement en 2021 JUMPSAT (triple cubesat) Démonstration d’un contrôle d’attitude performant

12  Conférences  Présentation des activités du CNES  Sensibilisation à la LOS (Loi des Opération Spatiales)  Cours dans les différentes disciplines de l’ingénierie spatiale, ► FORMATIONS COMPLEMENTAIRES DES ETUDIANTS ET DES ENCADRANTS SUPPORT CNES (1/2) ► INGENIERIE CONCOURANTE  Formation des étudiants et des encadrants aux méthodes et outils utilisés par le CNES pour réaliser les PHASE 0, A et B de systèmes orbitaux  8 sessions (de 3 jours chacune) en 2012, 2013,2014, 2016 (+ de 150 étudiants et encadrants formés)  Installation à la demande des outils dans les Centres Spatiaux Etudiants (gratuit) ► REFERENTIEL NORMATIF (DANS LE RNC) POUR LE DEVELOPPEMENT DE SYSTEMES ORBITAUX NANOSATELLITE PAR DES ETUDIANTS  Un guide pédagogique  Des « templates » avec exemples de documents à écrire durant toutes les phases de développement (spécification Mission, spécification système, spécification nanosatellite, dossier de définition, dossier d’interfaces, plan AIT, plan assurance qualité,…) Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT)

13 ► MANAGEMENT DU PROJET JANUS ► SUPPORT EN INGENIERIE APPORTE PAR DES EXPERTS CNES DANS LES DIFFERENTES DISCIPLINES DU SPATIAL (RF, SCAO, THERMIQUE, ENERGIE,….) ► SUPPORT FINANCIER (en fonction du besoin) Environ 50% des coûts de développement d’un projet - Participation au financement des premiers modèles (STM/EM) (phase B), - Financement des modèles QM et FM (phase C/D), - Contribution au lancement et aux frais de missions ► MUTUALISATION DE CERTAINS ACHATS (cellules solaires) ► SUPPORT AU DEVELOPPEMENT DE SOUS SYSTEMES CRITIQUES (SCAO, RF 2Ghz et 8Ghz, antennes bord et sol,....) SUPPORT CNES 2/2 Satellites Etudiants Direction du Centre de Toulouse (DCT)