Une constellation CubeSat pour la spectrométrie de masse à temps de vol pour l'atmosphère terrestre

Objectifs de la mission

CHESS est une initiative spatiale suisse qui fédère des partenaires universitaires et industriels pour mener de multiples expériences spatiales grâce au développement d'instruments scientifiques fabriqués en Suisse. Le principal objectif scientifique est d'améliorer la compréhension de la haute atmosphère des planètes par des mesures in situ.

 

 

Profitant de la norme CubeSat, populaire et rentable, nous proposons ici une constellation de nanosatellites identiques pour étudier la composition de l'atmosphère terrestre et sa densité.

Profil de mission

  • Constellation de 2 Cubesats 3U

  • Lancée sur une orbite terrestre basse avec une orbite circulaire et une elliptique

  • Temps de vol de 2 ans (min.)

  • Objectif de lancement: T4-2022

Objectifs scientifiques

  • Mesurer la composition chimique actuelle de la Terre et son évolution dans le temps.

  • Comprendre la variation de la composition de l'exosphère. Les échelles de temps et les mécanismes moteurs

  • Prouver que cette technologie de mesure peu coûteuse et miniaturisée a un impact majeur sur notre compréhension des atmosphères planétaires pour ouvrir la voie à l'installation de sondes similaires dans les atmosphères extraterrestres

Charge utile principale

Les dernières données scientifiques précieuses sur la composition de l'exosphère terrestre ont été enregistrées en 1983 avec un spectromètre de masse et réalisées avec une technologie désormais dépassée, et une sensibilité modeste, ce qui a conduit à des modèles isotopiques de mauvaise qualité. L'UniBe a donc inventé un spectromètre de masse à temps de vol, de classe 10 cm, à la pointe de la technologie et peu coûteux, le CubeSatTOF, qui tient dans 1U d'un CubeSat. Le CubeSatTOF se caractérise par des performances exceptionnelles pour sa taille, offrant un taux de sensibilité et une plage dynamique comparables à ceux du NIM/PEP/JUICE - un instrument de classe 30 cm également développé par l'Université de Berne.

Développé par UniBern                        Taille: 1U (10x10x10 cm)

Masse: 1 kg                                                 Consommation: 7 W

Charge utile secondaire

CHESS offre un cadre unique aux instituts de recherche ou à l'industrie suisses pour valider une nouvelle technologie ou un nouvel instrument scientifique. Notre plate-forme CubeSat est conçue pour embarquer de multiples petites charges utiles secondaires. Parmi elles, nous avons un GNSS de nouvelle génération, un nouveau type de cellules solaires et une charge utile de radioamateurs nous permettant d'utiliser leurs bandes de fréquences.

Récepteur multi-GNSS double fréquence - ETHZ

Basé sur l'héritage des cartes GNSS volant actuellement sur les deux Astrocast 3U-CubeSat. L'ETH Zürich développe une nouvelle génération de GNSS bénéficiant d'un nouveau récepteur multi-GNSS à double fréquence et à faible coût. Avec une consommation d'énergie, une taille et un poids extrêmement faibles par rapport aux autres récepteurs disponibles pour l'espace, il peut atteindre une détermination d'orbite de quelques centimètres de précision.

 

Non seulement il fournira à CHESS un timing et un positionnement très précis, mais il permettra également de:

  • Mesurer la densité de l'air dans l'exosphère en fonction de la traînée de l'air

  • Surveillez la météo spatiale en utilisant les retards des signaux GNSS.

Notre plateforme 3U CubeSat

Notre vision:

Utilisez des sous-systèmes simples et fiable et effectuez des tests exhaustifs pour minimiser le risque d'échec de la mission

 

Sous-systèmes construits en interne:

  • Ordinateur de bord par HES-SO

  • Émetteur en bande X, par HSLU

  • Émetteur-récepteur UHF / VHF par HSLU

  • GNSS, par ETHZ

Sous-systèmes COTS:

  • ADCS, avec roues de réaction

  • EPS: tableau de distribution électrique, batterie, panneaux solaires

  • Structure

  • Antennes bande X et UHF-VHF

Les différents acteurs

Organisation

Session d'information

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