La Portland State Aerospace Society (PSAS) a utilisé la technologie d’impression 3D pour lancer avec succès OreSat0, un système CubeSat, en orbite terrestre basse.

PSAS a fabriqué les sous-systèmes critiques du satellite à l’aide du matériau composite Windform LX 3.0 de CRP Technology et de l’impression 3D industrielle. Les sous-systèmes comprenaient un déployeur fiable pour leur antenne tourniquet tri-bande, une lentille de suivi d’étoiles et un ensemble de capteurs, et une batterie compacte. L’équipe a utilisé des machines de modélisation par dépôt de fil en fusion (FDM) à faible coût pour le prototypage avant de passer au frittage sélectif par laser (SLS) avec Windform LX 3.0. OreSat0.5 sera lancé en octobre 2023 et OreSat1 devrait être déployé depuis la Station spatiale internationale (ISS) au début de 2024.

« OreSat est notre système CubeSat entièrement open source, modulaire et réutilisable, conçu pour les équipes éducatives », ont déclaré les membres de PSAS. « OreSat utilise un système de cage à cartes, qui permet de réutiliser les cartes sur différentes missions de CubeSats 1U à 3U. Les cartes incluent tout ce que vous attendez à bord d’un CubeSat : un ordinateur de bord avec des radios multibandes, une batterie, un suiveur d’étoiles, un récepteur GPS et les débuts d’un système de détermination et de contrôle d’attitude (ADCS). Les modules solaires sont montés à l’extérieur du cadre en aluminium, ainsi que des antennes omnidirectionnelles déployables. »

« Nous avons été absolument ravis de trouver le matériau composite Windform LX 3.0 de CRP Technology et CRP USA. Avec Windform LX 3.0, nous pourrions concevoir les pièces pour l’impression 3D, effectuer des virages rapides pour prototyper sur des imprimantes locales, puis imprimer nos unités d’ingénierie et de vol finales à partir de Windform », ont ajouté les membres de PSAS.

Le OreSat0. Image via PSAS.

Windform LX 3.0 permet l’impression 3D de sous-systèmes critiques pour OreSat0

PSAS a choisi Windform LX 3.0, un matériau renforcé de fibres de verre de la gamme Windform TOP-LINE de matériaux composites pour le procédé d’impression 3D Powder Bed Fusion (PBF). Le processus SLS a produit des pièces qui se sont bien comportées dans des tests en environnement difficile, tels que 14 g de vibrations aléatoires dans les trois axes et des cycles de vide thermique de -40 à +80 °C.

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Les membres de PSAS ont déclaré: «Il n’y avait aucun moyen d’obtenir la densité de tassement de trois bandes avec quatre éléments chacune dans autre chose qu’un processus non conducteur imprimé en 3D. Nous ne connaissons aucun autre satellite avec ce type de densité d’antenne.

Selon CRP USA, les pièces imprimées en 3D répondaient aux exigences sévères de vibration, de dégazage et de performances thermiques de l’orbite terrestre basse. PSAS pense que l’impression 3D a contribué à accélérer la révolution dans la production de satellites de classe kilogramme, comme les CubeSats. Ces CubeSats ont désormais des capacités auparavant uniquement disponibles sur les plus gros satellites de classe 100 à 1 000 kg. OreSat0 est le dernier CubeSat lancé par plusieurs pays, entreprises et universités du monde entier.

Le PSAS de l’Université d’État de Portland est un projet aérospatial étudiant interdisciplinaire et open source. Le bus OreSat est un système CubeSat open-source, modulaire et réutilisable pour les équipes académiques qui fournit une plate-forme de bricolage pour la conception et la construction de CubeSats 1U à 3U. PSAS travaille actuellement sur trois missions, toutes basées sur le bus OreSat.

L'équipe interdisciplinaire de PSAS.  Image via PSAS.
L’équipe interdisciplinaire de PSAS. Image via PSAS.

Révolutionner la fabrication de satellites grâce à l’impression 3D

Creatz3D, un fournisseur de services d’impression 3D basé à Singapour, a dévoilé un nouveau conteneur de lancement de satellite ultra-léger. La nouvelle structure, créée en collaboration avec les partenaires Qosmosys et NuSpace, était destinée à abriter 50 œuvres d’art anodisées en or qui ont ensuite été lancées en orbite par SpaceX pour commémorer le 50e anniversaire du lancement de la sonde Pioneer 10. Grâce à l’impression 3D, les entreprises pourraient réduire la masse du support de satellite de plus de 50 % tout en réduisant considérablement son coût et son délai de livraison.

3D Systems, un OEM d’imprimantes 3D, s’est associé à Fleet Space, un développeur de satellites australien, pour imprimer en 3D des antennes patch radiofréquence (RF) pour les satellites Alpha de ce dernier. Le groupe d’innovation d’applications (AIG) de 3D Systems a spécifiquement aidé Fleet Space à prendre sa conception et à la faire passer à la production de petits lots en trois semaines à l’aide de l’imprimante métal DMP Flex 350. Fleet Space achète un DMP Flex 350 pour son siège social à Beverley, Adélaïde, avec l’intention de finalement intégrer la fabrication d’antennes patch en interne. Les antennes imprimées en 3D seront une partie essentielle de chaque satellite de la constellation Alpha de Fleet Space, qui devrait être lancée en orbite terrestre basse (LEO) en 2023.

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L’image en vedette montre l’OreSat0. Image via PSAS.