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Publié le 29 août 2025 18:47:00. Des chercheurs universitaires américains, soutenus par la NASA, repoussent les limites de l’exploration spatiale grâce à des petits satellites innovants, ouvrant la voie à des missions plus abordables et plus ambitieuses.

• La NASA a investi plus de 30 millions de dollars (environ 27,6 millions d’euros) depuis 2013 dans des projets universitaires liés aux petits engins spatiaux (SmallSat) et aux CubeSats.
• Des avancées significatives sont réalisées dans la navigation autonome des essaims de satellites et dans les systèmes de propulsion électrique miniaturisés.
• Ces technologies pourraient permettre d’explorer des zones reculées du système solaire, comme la ceinture d’astéroïdes, et de soutenir des missions lunaires comme Artemis.

L’exploration spatiale connaît une révolution silencieuse, portée par des avancées technologiques issues des universités américaines. Grâce au Partenariat technologique universitaire SmallSat (USTP) de la NASA, des chercheurs repensent les possibilités offertes par les petits satellites, aussi appelés CubeSats (certains mesurant seulement 10 centimètres de côté). Ces engins, autrefois considérés comme de simples outils académiques, sont désormais au cœur d’une industrie en plein essor, avec des milliers de lancements chaque année.

« Les petits engins spatiaux se sont révélés être une innovation de rupture pour l’exploration, la découverte et l’activité commerciale dans l’espace », souligne Christopher Baker, directeur du programme Small Spacecraft Technology au sein de la Direction des missions de technologie spatiale de la NASA. L’USTP finance des projets universitaires qui visent à rendre les missions spatiales plus accessibles et plus performantes.

Au Laboratoire de rendez-vous spatial de Stanford (SLAB), le professeur Simone D’Amico et son équipe travaillent sur les systèmes spatiaux distribués : des réseaux de petits satellites connectés capables d’accomplir des tâches complexes de manière collaborative. Leurs recherches sur la navigation par essaim ont déjà été validées lors de la mission Starling de la NASA, où les satellites ont démontré leur capacité à prendre des décisions de navigation de manière autonome, sans contrôle central au sol.

« Nous pouvons estimer la position relative des satellites avec une précision d’un centimètre en temps réel »

Simone D’Amico, professeur d’aéronautique et d’astronautique à Stanford

Ces algorithmes de navigation de pointe seront bientôt testés sur deux nouvelles missions SmallSat : l’une, dont le lancement est prévu l’année prochaine, observera la couronne solaire, tandis que l’autre, prévue pour 2030, testera des technologies de vol de précision pour l’exploration au-delà de notre système solaire.

À l’MIT, le professeur Paulo Lozano explore l’intégration de minuscules propulseurs électriques sur les satellites. Ces systèmes de propulsion, plus petits et plus efficaces que les modèles traditionnels, permettraient de réduire la quantité de carburant nécessaire et d’alimenter des missions de longue durée dans l’espace lointain. Lozano envisage notamment d’envoyer des centaines de ces petits satellites dans la ceinture d’astéroïdes pour étudier et caractériser ces objets célestes.

« Nous avons de nombreuses idées (d’applications). La première consiste à envoyer des dizaines, voire des centaines de ces petits satellites dans la ceinture d’astéroïdes pour aider à étudier et caractériser les structures de surface des astéroïdes. »

Paulo Lozano, professeur d’aéronautique et d’astronautique au MIT

L’Laboratoire Contrôles, Autonomie, Estimation et Apprentissage pour Systèmes Incertains (CAELUS) de l’Université du Texas à Austin, dirigé par le professeur Brandon Jones, développe des systèmes de suivi de navigation basés sur des caméras embarquées. Ces systèmes utilisent des repères visuels, comme les îles et les archipels, pour déterminer l’emplacement des CubeSats de manière autonome. Des tests en orbite proche de la Terre sont prévus pour valider cette technologie, qui pourrait être utilisée dans le cadre de missions lunaires Artemis.

« Si nous voulons que (nos recherches) soient utiles à la NASA, nous devons comprendre leurs problèmes. L’un des meilleurs moyens d’acquérir cette compréhension est d’impliquer la NASA dès le début dans notre développement technologique. »

Brandon Jones, professeur d’ingénierie à l’Université du Texas à Austin

Pour la NASA, ce partenariat avec les universités permet non seulement d’accélérer le développement de nouvelles technologies, mais aussi de former la prochaine génération de chercheurs et d’ingénieurs spatiaux. « En travaillant avec des partenaires universitaires pour étendre les capacités de SmallSat, la NASA a pu atteindre certains de nos objectifs de mission à un risque et à un coût nettement inférieurs à ceux de l’utilisation d’engins spatiaux traditionnels », conclut Christopher Baker.