Robusta-1A

Un des axes du travail de recherche réalisé par l’équipe Radiations et Composants du laboratoire de recherche universitaire IES (Institut d'Électronique du Sud) à Montpellier vise à comprendre les mécanismes de dégradation des technologies bipolaires face aux faibles débits de dose. L’intérêt porté à la réponse radiative des technologies bipolaires est très récent. En effet, ce n’est qu’en 1991, qu’il a été montré que les structures bipolaires présentaient une sensibilité accrue aux faibles débits de dose. Avant cette date, du fait de leur nature, les technologies bipolaires étaient considérées comme durcies face aux effets de dose et les résultats des tests réalisés à forts débits de dose allaient en ce sens. Les premières irradiations à faibles débits de dose ont montré que la dégradation des composants bipolaires pouvait être bien supérieure à celle observée à fort débit de dose. Un tel résultat souleva beaucoup d’interrogations quant à la validité des méthodes de test au sol de composants bipolaires.

Dans ce contexte un travail a débuté au laboratoire du Centre d’Électronique et de Micro-électronique de Montpellier en 2000 (devenu IES depuis le 1^er janvier 2007). Le but de ces études est double :

• comprendre les phénomènes induisant l’accroissement de la dégradation à faible débit de dose ;
• fournir aux industriels une procédure de test applicable aux technologies bipolaires.

Une réflexion sur la base des résultats expérimentaux obtenus a permis de proposer un modèle physique permettant d’expliquer les phénomènes mis en jeu dans les effets de débits de dose sur les technologies bipolaires.

Une méthode de test pour les composants bipolaires a été proposée et est actuellement en cours de validation auprès d’agences et partenaires industriels (CNES, EADS ASTRIUM, ALCATEL SPACE, SAAB) via un programme lancé par l’Agence spatiale européenne (ESA) pour faire de cette méthode d’évaluation une norme européenne de test. L’expérience embarquée sur le nano-satellite du projet Robusta s’intègre pleinement dans ce travail. En effet, des résultats expérimentaux en vol seront une aide précieuse lors de la définition des paramètres de la méthode et permettra une comparaison des résultats obtenus au sol.

Robusta-1A utilise des fréquences radio-amateurs pour la communication avec la station sol :

• fréquence liaison montante : 145,95 MHz ;
• fréquence liaison descendante : 437,350 MHz ;
• protocole utilisé : AX.25 avec une modulation AFSK ;
• antennes du satellite Robusta : deux dipôles, une pour chaque fréquence ;
• antennes de la station sol Robusta-GS : deux antennes Yagi croisées, une pour chaque fréquence ;
• la station sol Robusta-GS est composée de matériel radio-amateur.

Les radio-amateurs de l'Amsat francophone ont également beaucoup aidé le projet par leurs conseils pour tout ce qui concernait la carte radio-communication et en effectuant la déclaration officielle des fréquences.

À part les cellules solaires et la batterie, toutes les pièces ont été fabriquées par les étudiants au sein de leurs formations. Les prototypes de cartes électroniques ont été faits et testés par les étudiants.

Des tests en vibration et thermiques et sous vide ont eu lieu à l'université en tant que pré-tests sur les modèles engineering. Les cartes du modèle de vol ont été tirées par la société Omicron. L'assemblage et l'intégration du modèle de vol ont eu lieu dans la salle blanche du service commun de l'université par les étudiants. La fin de l'intégration a eu lieu le 21 octobre 2011. Les tests de qualification (cycles de température sous vide, vibrations, mesures du centre d'inertie) ont eu lieu chez la société Intespace à Toulouse.

De par l’environnement spatial, un certain nombre de contraintes s’imposent :

• Les contraintes thermiques : les composants électroniques choisis devront être utilisables dans la gamme de température à laquelle sera soumis le satellite (−50 °C à + 150 °C)
• Les vibrations lors du décollage seront prises en compte. Selon les données fournies par le CNES, au décollage de la fusée, les vibrations peuvent monter jusqu’à 20G. Il faut donc s’assurer que la connectique carte à carte, ainsi que les soudures des composants et la résistance des colles utilisées prennent en compte cette contrainte.
• L’exposition aux radiations aura un impact sur les composants non expérimentaux. Les composants expérimentaux seront sous 1 mm d’aluminium pour que la dose soit suffisante pour le test. Les autres composants du satellite seront protégés par une épaisseur plus importante d’aluminium (3 mm). Néanmoins l’orbite choisie aura une importance sur le flux de radiations.

Quelques jours après le lancement, le satellite n'émet plus de signal. Une expertise montrera plus tard que le problème est lié à une anomalie du système de recharge de la batterie.

• Robusta-1B

• Page officielle sur le site des Missions Scientifiques du CNES
• Site du CNES sur le programme EXPRESSO

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