Des mesures de haute précision depuis l'espace

Dans une interview, le professeur Markus Rothacher donne un aper?u des dernières missions spatiales de son équipe.

Pourquoi est-il nécessaire de mesurer la Terre au millimètre près ?
Un système de référence global de haute précision est central pour de nombreuses questions. Seule une origine millimétrique du système de coordonnées permet de déterminer comment les masses se déplacent. Où le niveau de la mer monte-t-il ? Où les masses terrestres s'enfoncent-elles ? De nos jours, il existe encore de grandes imprécisions dans ce genre de déclarations.

Quelle est la nouvelle approche que vous suivez dans votre institut de géodésie et de photogrammétrie ?
Gr?ce aux progrès de la miniaturisation, nous pouvons aujourd'hui construire de petits satellites bon marché. Contrairement aux satellites traditionnels, ces "nanosatellites" sont abordables et peuvent être utilisés en essaim. Cela permet d'observer la Terre de manière plus complète. Mais cela ne fonctionne que si les nanosatellites savent toujours exactement où ils se trouvent.

Déterminer la position des satellites était jusqu'à présent une entreprise co?teuse, n'est-ce pas ?
Il y a dix ans, un récepteur de positionnement utilisable dans l'espace co?tait encore un demi-million de dollars. Nous avons maintenant développé une solution pour moins de 100 CHF. Nous utilisons des récepteurs GNSS low cost du spin-off de l'ETH u-blox. Notre équipe a rendu ce récepteur apte à l'espace et en a fait un module de positionnement haute performance. Avec un poids de seulement 100 grammes et une consommation électrique de 100 milliwatts, nous pouvons déterminer la trajectoire du satellite avec une précision de 3 à 5 mètres en temps réel.

Les modules ont-ils résisté à leur premier baptême du feu dans l'espace ?
Les deux premiers modules de démonstration ont été lancés dans l'espace en décembre 2018 et avril 2019, suivis respectivement de cinq autres en janvier 2021 et maintenant fin juin avec SpaceX, l'entreprise spatiale d'Elon Musk. Les modules fonctionnent très bien et nous avons déjà analysé un grand nombre de données. Nous construisons maintenant la prochaine génération de modules de positionnement, qui iront dans l'espace l'année prochaine.

En quoi la prochaine génération de modules de positionnement sera-t-elle différente ?
Les nouveaux modules pourront recevoir non pas une, mais deux fréquences, ce qui augmentera encore considérablement la précision. Nous pouvons tirer des informations importantes du retard des signaux GNSS dans l'atmosphère. De nouvelles applications sont ainsi possibles, comme la détection de la répartition de la vapeur d'eau ou l'observation de l'activité solaire et de la météo spatiale.

Pour quelles applications industrielles cette technologie est-elle intéressante ?
La communication entre les objets connectés est d'une grande importance dans de nombreux domaines, par exemple pour les flottes de bateaux ou l'agriculture. Pour ces applications IoT, les nanosatellites sont idéaux, car ils peuvent transmettre de petites quantités de données depuis n'importe quel endroit du monde. Nous collaborons avec l'entreprise Astrocast, qui développe un système IoT basé sur les satellites. Au cours des trois prochaines années, une constellation d'environ 80 satellites sera mise en place dans l'espace. C'est unique et cela permettra non seulement des applications industrielles, mais aussi à notre équipe de l'ETH d'acquérir des connaissances scientifiques sur l'observation du système terrestre.