Near-Earth Asteroid Scout

NEA Scout est un nano-satellite de format CubeSat 6U c'est-à-dire que ses dimensions, sa masse et plusieurs de ses caractéristiques sont imposées par ce standard. C'est un parallélépipède rectangle de 10 x 20 x 30 cm avant déploiement de ses appendices (panneaux solaires, antennes, ...) et sa masse est de 14 kg. Pour remplir sa mission le satellite est stabilisé 3 axes à l'aide d'un système acquis sur étagère comprenant un viseur d'étoiles, une centrale à inertie et des roues de réaction. Le contrôle de l'orientation est effectué à l'aide de propulseurs à gaz froid. L'énergie est fournie par un panneau solaire, déployé en orbite qui fournit 35 watts à 1 Unité Astronomique du Soleil. L'énergie est stockée dans une batterie lithium-ion d'une capacité de 6,8 A.-h. Ils sont orientables avec un degré de liberté. Les télécommunications sont réalisées à l'aide de l'émetteur-récepteur Iris développé par le JPL et déjà embarqué sur d'autres missions. Il dispose d'une antenne grand gain composée de 8x8 antennes patchs fixées sur le panneau solaire qui permettent un débit de 500 bits par seconde à 0,8 U.A. de la Terre. Le système de gestion bord est pris en charge par un microprocesseur LEON3-FT radiodurci[2].

Schéma montrant les principaux composants de NEA Scout : 1 Avionique radiodurcie - 2 Antenne faible gain - 3 Viseur d'étoiles - 4 Caméra Malin (Charge utile - 5 Capteur solaire - 6 Batterie lithium-ion - 7 Étais de la voile solaire enroulés - 8 Propulseurs à gaz froid - 9 Panneau solaire et antenne grand gain - 10 Voile solaire en position repliée - 11 Roue de réaction - 12 Émetteur-récepteur radio Iris.

NEA Scout utilise une voile solaire épaisse de 2,5 microns dont la partie réfléchissante a une superficie de 85 m². Elle est composée de quatre parties triangulaires qui sont déployées en orbite à l'aide de 4 étais flexibles longs de 4,7 mètres eux-mêmes également déployés en orbite. Le déploiement est effectué à l'aide de moteurs électriques. L'ensemble occupe environ 40% du volume du satellite (14x20x10 cm)[2].

NEA Scout utilise une propulsion à gaz froid développée par la société VACCO dont le volume occupe à peu près un tiers du satellite (2U). Le système propulsif a une masse de 2,54 kilogrammes dont environ 1,2 kilogramme de gaz stocké sous forme compressée. Six petites tuyères d'une poussée unitaire de 25 millinewtons sont utilisées pour contrôler l'attitude du CubeSat ou modifier sa trajectoire. La poussée totale de 500 newtons-secondes permet d'accélérer les satellites de 14 kg de 37 m/s[3].

La charge utile de NEA Scout est constituée d'une unique caméra développée par le Jet Propulsion Laboratory (JPL)[4] dont l'électronique est dérivée de la caméra embarquée par l'Orbiting Carbon Observatory 3 (OCO3)[5], avec un firmware spécialisé, une lentille commerciale renforcée et un nouveau châssis[4]. La caméra effectuera des photos de 80% de la surface de l'astéroïde avec une résolution de 50 cm/pixel permettant de déterminer sa forme, son volume, sa vitesse de rotation et son axe de rotation. Lors du survol à une distance de 10 km les images produites auront une résolution spatiale de 10 centimètres par pixel et doivent permettre de définir la morphologie de l'astéroïde à l'échelle moyenne et les propriétés du régolithe. La caméra est également utilisée pour la navigation[2]. .

NEA Scout et 12 autres CubeSats constituent la charge utile secondaire de la mission Artemis I planifiée début 2022. Celle-ci est embarquée sur le premier vol de la fusée Space Launch System dont l'objectif principal est de tester le vaisseau Orion et le fonctionnement du nouveau lanceur. Les CubeSats sont stockés dans l'adaptateur qui relie le second étage du lanceur avec le vaisseau spatial. Après avoir été largué sur une orbite haute le satellite utilise sa propulsion à gaz froid pour se stabiliser en présentant son panneau solaire face au Soleil. Le CubeSat survole la Lune puis déploie sa voile solaire. Au cours du mois suivant il effectue un deuxième survol avant d'entamer un vol inertiel qui doit le conduire à proximité de l'astéroïde. 766 jours après son lancement, à 10000 kilomètres de sa cible, il utilise sa caméra pour détecter l’astéroïde. Il ajuste sa trajectoire à une vitesse relative réduite et survole 18 jours plus tard l'astéroïde à une distance inférieure à 21 kilomètres et à une vitesse relative inférieure à 20 m/s en prenant des photos de sa cible avec sa caméra. Au cours du mois suivant il transmet les images avec le débit réduit de 500 bits par seconde[2].