La navigation dans l'espace

Le pilotage de l'astronef est généralement effectué depuis le sol, où des stations de suivi récoltent et traitent toutes les données au niveau de la distance et la vitesse pour déterminer l'orbite de l'astronef. Même si elle est très précise, la navigation depuis le sol est onéreuse et exige un contact continu. Elle demande également du temps pour transmettre les informations à l'astronef. Pour ces raisons, ce système de navigation ne convient pas pour l'exploration de l'espace lointain, lorsqu'une action immédiate est requise, pour l'atterrissage, par exemple.

Pour les missions d'exploration de l'espace qui emmènent des véhicules robotisés vers leur destination et ramènent des échantillons sur terre, la masse à lancer sur orbite est également d'une importance capitale. Le projet SINPLEX («Small integrated navigator for planetary exploration»), financé par l'UE, visait à offrir une solution pour réduire considérablement la masse du sous-système de navigation.

Les chercheurs du projet SINPLEX ont développé un système de navigation léger et autonome. Ce système de navigation tout-en-un se compose d'un suivi des étoiles, d'un altimètre laser, d'une caméra vidéo, d'un système de mesure inerte et d'un ordinateur de bord. Réduire la masse tout en maintenant des performances élevées a pu être réalisé grâce à la miniaturisation du matériel des capteurs et à l'intégration des données dans un filtre Kalman.

L'impression 3D a été combinée à un moulage de précision pour développer un logement très compact en aluminium pour les capteurs. Parmi les avantages de cette combinaison, citons d'importantes économies de masse et un degré élevé d'intégration fonctionnelle du matériel des capteurs. Le modèle de vol pèse moins de 6 kg et a été conçu pour répondre aux besoins d'atterrissage sur un astéroïde, une lune ou pour capter un conteneur d'échantillons alors que l'appareil est en orbite.

Une maquette du système SINPLEX a été soumise à des tests approfondis pour caractériser la réponse individuelle du capteur ainsi que son effet sur les performances générales du système. Des essais de matériel intégré ont été réalisés pour évaluer ses performances de navigation avec des trajectoires de vol spatial représentatives et pour démontrer son applicabilité pour une navigation autonome.

Les résultats des essais ont montré que le système SINPLEX peut être un système de navigation puissant promettant d'importantes économies de poids, par rapport à une série de composants commerciaux aux performances similaires. Plusieurs dispositifs devant améliorer les performances du système sont déjà en cours pour nous montrer de manière fiable la voie dans les cieux.