En orbite terrestre basse ou autour de la Lune, le GPS reste un outil fiable pour les satellites. Mais dès que l’on s’éloigne dans l’espace lointain, cette technologie devient inefficace. Pour pallier ce manque, la NASA développe depuis plusieurs années des solutions alternatives, comme en témoigne le projet FALCON (« Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation »), conçu avec l’entreprise EraDrive, issue de l’université Stanford. Journal du Geek révèle comment ce système innovant permet à des satellites de se repérer en utilisant d’autres engins spatiaux comme points de référence.

Ce qu'il faut retenir

  • FALCON est un système de navigation autonome utilisant des caméras optiques et un catalogue de 20 000 objets spatiaux.
  • Il combine des star trackers et un logiciel embarqué pour déterminer la position des satellites sans GPS.
  • Testé sur les quatre CubeSats de la mission Starling, il a déjà amélioré les estimations orbitales de plus de 200 objets.
  • La mission, lancée en juillet 2023, vise à tester l’autonomie des petits satellites pour des missions lointaines.
  • Les prochains essais, prévus pour fin 2026, testeront la navigation en essaim entre les satellites.

Contrairement aux systèmes de navigation terrestres, qui reposent sur un réseau de satellites dédié, FALCON adopte une approche décentralisée. Les satellites de la mission Starling — quatre CubeSats — utilisent leurs caméras optiques, initialement conçues pour repérer les étoiles, afin d’identifier d’autres satellites ou débris en orbite. Une fois un objet repéré, le logiciel embarqué compare sa position à un catalogue interne recensant environ 20 000 objets spatiaux. Cette méthode permet au satellite de calculer sa propre orbite de manière autonome, en se basant sur sa position relative par rapport à ces objets connus.

L’originalité de FALCON réside dans sa capacité à « rendre la pareille » à ses voisins. Lors de ses premiers tests, le système a amélioré les estimations orbitales de plus de 200 objets pendant trois jours, sans intervention des équipes au sol. Certaines prédictions réalisées directement à bord des CubeSats se sont même avérées plus précises que celles du catalogue de référence. « C’est la première fois qu’un engin spatial détermine sa position de manière autonome avec des caméras optiques, en utilisant d’autres objets spatiaux comme repères », explique un porte-parole de la NASA, cité par Journal du Geek.

La mission Starling, lancée en juillet 2023, est précisément conçue pour évaluer l’autonomie des petits satellites. Ses quatre CubeSats doivent apprendre à communiquer entre eux, à coordonner leurs observations et à se déplacer avec un minimum d’assistance depuis la Terre. Jusqu’ici, la mission a déjà testé la planification automatique de manœuvres, les communications directes entre satellites et la navigation en groupe. Ces capacités sont particulièrement cruciales pour les missions lointaines, où les communications avec la Terre deviennent plus lentes et moins fiables.

Une solution pour l’avenir de l’exploration spatiale

Les applications potentielles de FALCON sont multiples. En premier lieu, ce système pourrait renforcer la surveillance du trafic spatial, permettant de mieux anticiper les risques de collision entre satellites ou avec des débris. Il offre également une solution de navigation de secours lorsque le GPS n’est plus disponible, une situation courante dans les missions au-delà de l’orbite terrestre basse. « Cette technologie pourrait jouer un rôle clé dans la gestion du trafic spatial, notamment avec l’augmentation constante du nombre de satellites en orbite », souligne un expert en astronautique interrogé par Journal du Geek.

Les prochaines étapes pour FALCON sont prévues pour la fin de l’année 2026. Les quatre satellites Starling devront alors partager leurs observations en temps réel afin d’affiner collectivement leur position. L’objectif est de préparer le terrain pour des essaims de satellites capables de se repérer mutuellement, sans dépendre en permanence des centres de contrôle terrestres. Une avancée qui pourrait révolutionner la manière dont les missions spatiales sont conduites, en réduisant la charge de travail des équipes au sol et en améliorant la réactivité des engins dans l’espace.

Et maintenant ?

Les prochains essais de FALCON, prévus pour la fin 2026, devraient apporter des données précises sur l’efficacité de la navigation en essaim. Si les résultats sont concluants, cette technologie pourrait être intégrée à des missions futures, comme les projets Artemis de la NASA ou les missions habitées vers Mars. Pour l’instant, les équipes travaillent à optimiser les algorithmes et à étendre le catalogue d’objets spatiaux utilisés comme points de référence. Reste à voir si cette solution sera adoptée à grande échelle dans les années à venir.

Pour l’heure, la NASA et ses partenaires continuent de tester les limites de FALCON. Entre autonomie accrue et gestion du trafic spatial, ce projet ouvre la voie à une nouvelle génération de satellites plus intelligents et plus indépendants. Une avancée qui, à terme, pourrait bien changer la donne pour l’exploration de l’espace lointain.