15 Mai 2018

[Quézako?] Ce prototype d'antenne est vraiment tordu !

Récupérer les données des satellites grâce à un guide d'ondes coudé ? Pourquoi pas ! Des ingénieurs testent l'idée à Toulouse...

 

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 Crédits : CNES 2018, N. Tronquart.

Un meilleur débit

Et si on utilisait un guide d'ondes coudé pour vider les données de télémesure ?

« Et si on testait un guide d'ondes coudé pour vider les données de télémesure ? On pourrait utiliser 2 canaux de propagation (2 polarisations circulaires orthogonales) sans avoir besoin de plusieurs polariseurs ! On gagnerait en débit par rapport aux antennes actuelles et en simplicité. » Saugrenue, cette idée est venue à Maxime Romier et Kévin Elis, respectivement expert et ingénieur au CNES, lors d'un périple entre Toulouse et Saint-Malo pour participer à un colloque.

Sitôt pensé, sitôt testé… grâce à l'impression 3D ! 

Grâce aux techniques de fabrication additive (un des concepts de l'impression 3D), la pièce en aluminium formée de 6 coudes a vu le jour très rapidement. Une fabrication classique aurait nécessité la réalisation de 12 demi-coques assemblées avec de la visserie inox ce qui aurait augmenté le coût, la complexité et la masse de la pièce.

Cygnus, au rapport !

Baptisée Cygnus en référence au cou courbé de l’animal éponyme (cygnus étant la racine latine du mot cygne), l'antenne a été testée entre janvier et mars 2018 au CNES de Toulouse. Avec des résultats plus que probants :

« Normalement, les coudes, on les évite : ils altèrent les ondes électromagnétiques qui se propagent à l'intérieur et dégradent voire empêchent toute communication. Mais, en associant 2 coudes parfaitement identiques placés dans des plans orthogonaux, nous nous sommes aperçus que la pureté de la polarisation des ondes n’était pas du tout altérée. Il est ainsi possible de se passer de dispositifs complexes et par la même occasion de réduire la masse et le coût de l’équipement  » explique Kevin Elis. 

Bientôt en orbite ?

Nous n'en sommes pas encore là. L'idée doit passer de nombreuses autres étapes avant, de se retrouver un jour, peut-être, en orbite autour de notre planète. L'enjeu est aussi de fabriquer la quasi-totalité de l’antenne d’une seule pièce en fabrication additive. L'impression 3D, ça vous révolutionne le spatial !

Localisation d'une antenne du même type que Cygnus dédiée à l'envoi des données vers la Terre sur un satellite. Vue d'artiste. Crédits : CNES 2016, M. REGY.  

Schéma et principe de l'antenne Cygnus. Crédits : CNES 2018. 

Autre innovation de l'antenne Cygnus : un réflecteur non pas en aluminium, mais en composite carbone auto-raidi ultra léger (20 g sans son support). Zoom sur la structure du composite. Crédits : CNES, 2018.

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