À quelques centaines de kilomètres de la surface de la Terre, un trio de microsatellites, dont chacun est à peine plus grand qu’une boîte à chaussures, réalise des essais liés à la surveillance dans l’Artique canadien. Par l’entremise d’une mission nommée Gray Jay Pathfinder, l’organisation scientifique et technologique du ministère de la Défense nationale, Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC), située à Ottawa, a en effet lancé, pour la première fois, des satellites pour qu’ils fassent la démonstration qu’ils sont capable de recueillir des renseignements et d’effectuer de la surveillance et de la reconnaissance, dans le cadre de son programme de science et technologie : Connaissance de la situation dans tous les domaines.
Les microsatellites Gray Jay se déplacent en formation serrée, décelant les signaux de fréquences radio émis par les navires et les aéronefs qui se trouvent au-dessous. Lorsqu’ils détectent une cible qui présente un intérêt, ils transmettent sa géolocalisation et une image à une station terrestre.
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L’objectif actuel est de faire la démonstration de ces technologies et de réduire les risques qui pourraient y être associés pour les Forces armées canadiennes. C’est aussi de renforcer la sécurité nationale en offrant en temps réel, des données relatives aux déplacements des vaisseaux dans le ciel et les eaux de l’Arctique. Les Forces armées ont confié la fabrication de ces satellites au Laboratoire de vol spatial dirigé par Robert Zee, au Centre des sciences et technologies des microsatellites.
Hébergé à l’Institut de recherches en aérospatiale de l'Université de Toronto (en anglais seulement) et financé en partie par la FCI, ce centre d’une valeur de 10 millions de dollars dispose de tout l’équipement nécessaire en vue de réaliser les activités de recherche, de conception et de développement de la prochaine génération de petits satellites, de leur création jusqu’à leur lancement.
«Grâce à cet équipement, nous avons pu accroître notre capacité d’innover et de mener des activités de recherche et développement liées aux nouvelles technologies aérospatiales, affirme Robert Zee. Puisque tout se trouve sous un même toit, les coûts se trouvent grandement réduits alors que, en parallèle, le développement s’accélère et passe à une toute autre échelle.»
Concevoir des satellites puissants en dépit de leur petite taille
Depuis l’inauguration du Centre des sciences et technologies des microsatellites en 2012, l’utilisation des microsatellites à faible coût a connu une croissance exponentielle. Or, l’équipe de Robert Zee, qui oscille entre 15 à 20 étudiantes et étudiants diplômés et plus de 70 professionnels et professionnelles, y a joué un rôle de premier plan, en participant à une centaine de missions réalisées en collaboration avec des universités, des gouvernements et des entreprises commerciales du monde entier.
Chacune de ces missions comporte son lot de difficultés techniques, qu’il s’agisse de concevoir des systèmes d’alimentation modulaires avancés ou des commandes d’orientation qui pointent sur des instruments, de veiller à ce que les ordinateurs de bord disposent d’une capacité de stockage suffisante pour mener à bien des missions exigeant un grand volume de données, ou encore de développer de nouvelles technologies de propulsion et de nouvelles approches en matière d’analyse thermique. Et la liste continue.
En effet, le Laboratoire de vol spatial a connu un tel succès qu’il a débouché sur la création d’une entreprise privée appelée SFL Missions inc. (en anglais seulement), dirigée par Robert Zee.
Une approche de l’innovation simplifiée
Robert Zee attribue en grande partie le succès du laboratoire à une philosophie de développement axée sur les «microespaces». Celle-ci repose sur de petits groupes de personnes qui travaillent en étroite collaboration sur un même site dans le but de développer un satellite dans un très court délai.
Dans le cas de la mission Gray Jay, par exemple, le Laboratoire de vol spatial a non seulement mis au point les satellites, mais également conceptualisé et conçu l’ensemble de la mission, notamment les objectifs, les essais de surveillance et les charges utiles. Et grâce à ces équipes réduites et à la simplification du processus, tout cela a pu être réalisé à un coût bien inférieur à celui des méthodes traditionnelles.
Depuis que la démonstration des satellites de surveillance a commencé en janvier 2025, la mission est couronnée de succès. Les satellites ont recueilli des données sur lesquelles le Laboratoire de vol spatial se penche à l’heure actuelle. Au terme de cette première étape, les microsatellites serviront dans le cadre d’autres travaux de recherche liés au renseignement, à la surveillance et à la reconnaissance et pourront éclairer la prise de décisions relatives à la défense nationale.
Le projet de recherche présenté dans cet article est également financé par Recherche et développement pour la défense Canada.
