Dès le premier atterrissage réussi sur la surface de Mars en 1997, les rovers de la NASA ont augmenté en volume, passant d’un sac de lait à la taille d’une grosse voiture, devenant progressivement non seulement plus grands, mais aussi plus puissants. Le dernier projet majeur, le rover Curiosity, reposait à la surface du cratère de Gaya en mars 2012 et sa mission durera, comme prévu, jusqu'à la fin de cette décennie. Néanmoins, sa durabilité et son laboratoire automatique d'analyse des roches, dont il dispose, coûtent plus de 2 milliards de dollars.
Grâce au travail de Curiosity, nous avons réussi à détecter des traces de matière organique et d’eau à la surface de la planète. Et maintenant, la NASA prévoit une autre mission similaire pour 2020. Mais existe-t-il d'autres moyens d'explorer l'espace qui n'exigent pas un tel coût financier?
Lorsque de grands vaisseaux spatiaux, évalués à plusieurs millions de dollars, dérivent dans l’espace extra-atmosphérique, ils transportent souvent des passagers petits mais utiles. Ce sont de petits appareils qui s'appellent KubSat (CubeSat). Ils se sont installés et ont étudié avec succès une orbite proche de la Terre depuis 2003. On ne sait pas encore s'ils seront capables de survivre et de continuer à travailler en dehors de notre planète. Néanmoins, le personnel de la NASA, de l'Agence spatiale européenne et d'autres organisations envisagent de commencer des tests dans cette direction au cours des prochaines années.
Les premiers tests hors de notre orbite devront passer sur Mars. La semaine dernière, la NASA a présenté deux petits cubes appelés MarCO, qui devront rejoindre la mission d'InSight en 2016. Alors qu'InSight sera à la surface de la planète et effectuera ses propres tâches, MarCO enverra périodiquement des rapports de tâches en temps réel sur la Terre, en orbite basse. Si ces petits satellites font leur travail, ce sera alors la première occasion d’avoir un véhicule à commande manuelle à la surface de Mars. Une précédente tentative avec le Polar Lander de Mars avait échoué en raison d'un crash lors de l'atterrissage. Deux petits appareils appelés Deep Space 2, envoyés avec lui, devaient chercher de l’eau à la surface de la planète.
"Nous savons qu'ils ont atterri à la surface de la planète, mais nous ne savons rien de leur état actuel", a déclaré Robert Stael, responsable adjoint de la mise en œuvre des concepts du programme du laboratoire de propulsion par réaction de la NASA, lors d'un entretien. En résumé, son travail consiste à envoyer divers outils dans tout notre système solaire: Terre, Mars, satellites de glace d'Europe, etc. Et aujourd'hui, il y a environ 15 projets de ce laboratoire dans lesquels cubsat est appliqué.
Stael dirige également un projet de recherche appelé MarsDrop en association avec Aerospace Corporation, qui vise à mettre au point un petit appareil pouvant atterrir à la surface de Mars dans les endroits les plus dangereux. Les grands rovers ont bien sûr de nombreux avantages, mais ils ne pourront pas aller trop près du volcan ou du fond du cratère. Les mini-appareils pourraient parfaitement compléter le travail d'étude de la surface de la planète.
Jusqu'à présent, le problème principal reste la stabilité de ces petits appareils dans diverses conditions. Kubsaty présente de nombreux avantages en termes de technologie informatique, mais leurs bâtiments et leurs pièces internes ne supportent pas forcément un niveau de rayonnement élevé, bien que les matériaux utilisés dans la production aient été testés dans la pratique, souligne Robert. Alors que les véhicules sont en orbite proche de la Terre, ils sont protégés de l’effet destructeur des radiations par l’atmosphère terrestre. Cependant, dès qu’ils tombent à l’extérieur, leur rayonnement augmente de façon exponentielle. Par conséquent, l’une des tâches les plus importantes de MarCO sera de tester la durée de vie des composants électroniques embarqués dans les environnements spatiaux difficiles. Dans ce cas, Mars n'est pas la seule cible des véhicules de ce type. Dans le laboratoire du Technical College of Vermont, ils travaillent sur un projet Kubsat, qui pourrait servir de base à un petit module lunaire. En 2020, la NASA envisage d’envoyer plusieurs véhicules en Europe pour étudier sa glace en orbite et rechercher des océans dans ses profondeurs. En octobre, 10 universités ont été sélectionnées, chargées de créer et de soumettre leurs propres petits pour le concours. Ils devraient pouvoir effectuer n'importe quelle tâche. Des sondes d'atterrissage à la surface des corps cosmiques et des planètes, en passant par la mesure du champ magnétique.
Parallèlement, l’Agence spatiale européenne envisage d’explorer deux astéroïdes dans le cadre de sa propre mission AIM. Dans le cadre de ce projet, il existe six sites d'atterrissage pouvant être occupés par divers cubes pour être expédiés vers des astéroïdes. Nous attendons également le lancement du projet d’étude NanoAparator sur l’espace interplanétaire dans différentes conditions environnementales (INSPIRE en abrégé), qui consiste à observer le Soleil au-delà des limites du champ magnétique terrestre.
Étant donné que la production de ces engins spatiaux est beaucoup moins chère et que leur travail dans diverses conditions n’est pas encore aussi bien étudié et testé que des frères plus âgés, des incidents parfois inattendus se produisent. Stael se souvient de la période où trois cubesat ont été lancés sur une petite orbite proche de la Terre. Deux d'entre eux, développés par l'Université du Michigan et l'Université du Montana, avaient des aimants à bord conçus pour les aider à se mettre en orbite en utilisant le champ magnétique de la Terre. Mais pour une raison quelconque, les aimants se sont avérés un peu plus puissants que nécessaire et les satellites ont donc changé de cap et se sont connectés l'un à l'autre.
«Il était bien sûr possible de dire que c’était la première réunion automatique et l’arrimage réussi du Kubsat, mais la tâche était un peu différente», plaisante Robert.
Le développement actif du Kubsat a commencé au début des années 90, lorsque la NASA a lancé le programme «Plus vite, mieux, moins cher», dans lequel tout scientifique pouvait organiser sa propre petite mission. Cela a attiré l'attention de petites équipes qui, à l'aide d'échantillons commerciaux de la microélectronique, ont tenté de minimiser les coûts de lancement de dispositifs.
Robert Stael fait valoir que les projets de grande envergure, coûteux et à long terme, ainsi que les tâches à court terme mais plus spécifiques, sont importants pour l'exploration spatiale. Les deux types de projets sont engagés dans des missions importantes, mais dans des plans complètement différents. La seule question qui reste ouverte est de savoir dans quelle mesure les petites missions s’acquitteront de leurs petites missions en dehors de l’atmosphère terrestre.
