Un télescope géant transporté sur un ballon de la taille d’un stade de football permettra bientôt aux chercheurs d’observer des planètes gazeuses lointaines connues sous le nom de « Jupiters chaudes » – et une startup de l’Université de Toronto joue un rôle clé dans l’entreprise.
Issu de la recherche à l’Université de Toronto, StarSpec contribue au projet 2025 de la NASA en fournissant le navire de recherche suborbital qui abrite et contrôle le télescope de la mission, qui sera déployé à environ 40 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre après le lancement du ballon à partir d’un volcan île de l’Antarctique.
On espère que la mission de la NASA – l’une des nombreuses StarSpec est impliquée – améliorera à la fois notre compréhension des exoplanètes et rapprochera StarSpec de son objectif ultime d’aider les petites organisations, y compris les chercheurs, à accéder à l’espace en leur fournissant des équipements bon marché et hautement fonctionnels. équipement.
StarSpec vise à combler le « vide de la chaîne d’approvisionnement » dans la technologie spatiale en fournissant des équipements tels que ses gondoles de recherche, qui peuvent abriter, soutenir et contrôler des instruments scientifiques (photo avec l’aimable autorisation de StarSpec)
« Il y a une classe croissante de personnes qui souhaitent accéder à l’espace soit pour l’astronomie, l’observation de la Terre ou l’Internet par satellite, mais en ont besoin plus rapidement et à un coût inférieur à celui généralement offert par ce que j’appellerais « l’ancien régime spatial », ‘ », déclare Javier Romualdez, PDG de StarSpec et ancien doctorant à l’Université de Toronto.
« StarSpec rend l’espace accessible grâce à la disponibilité de technologies sous-orbitales normalisées – satellites, matériel et logiciels – qui peuvent permettre aux chercheurs et aux développeurs de technologies d’accéder à l’espace ou à l’espace proche sans les risques, les coûts et les longs délais de développement associés à un mission spatiale typique.
Pour la prochaine mission de la NASA, la télécabine de recherche embarquée sur ballon de StarSpec sera équipée d’un télescope de haute précision et de systèmes de stabilisation d’image, permettant au télescope infrarouge Exoplanet Climate (EXCITE) de l’agence spatiale américaine d’effectuer des mesures spectrographiques des planètes avec un degré de précision élevé. crucial pour mieux comprendre leurs atmosphères tout en faisant la lumière sur la formation des systèmes solaires et des planètes.
La télécabine de recherche que StarSpec construit pour la mission EXCITE de la NASA est l’une des nombreuses plates-formes de recherche suborbitales standardisées à semi-personnalisées qui offrent des performances de pointage et de numérisation inégalées.
StarSpec, qui a reçu l’aide du programme d’entrepreneuriat UTEST de l’Université de Toronto, est issu de recherches menées à l’Institut Dunlap d’astronomie et d’astrophysique, au département de physique de la Faculté des arts et des sciences et à l’Institut d’études aérospatiales de l’Université de Toronto (UTIAS) dans le Faculté des sciences appliquées et de l’ingénierie. C’est l’une des nombreuses entreprises de technologie spatiale qui ont émergé de l’université ces dernières années. D’autres incluent Kepler Communications, qui construit, lance et exploite des satellites en orbite terrestre basse, et a été fondée par d’anciens élèves de la Faculté des sciences appliquées et de l’ingénierie de l’Université de Toronto, et ceux qui travaillent avec le Creative Destruction Lab, un accélérateur de démarrage basé à l’U de T’s Rotman School of Management qui a lancé un volet dédié aux entreprises spatiales en 2018.
Pourtant, alors que les lancements sont devenus moins chers et risqués ces dernières années grâce à la croissance de sociétés de lancement comme SpaceX d’Elon Musk, Romualdez dit qu’il reste un obstacle important à l’accès à l’espace : soutenir la technologie. C’est pourquoi StarSpec se concentre sur des solutions telles que ses gondoles de recherche, qui sont essentiellement des chariots à l’épreuve de l’espace équipés des technologies pour abriter, soutenir et contrôler les instruments scientifiques.
« Disons que vous voulez mettre un appareil photo dans l’espace pour prendre des photos de la Terre ou créer une nouvelle carte Google Maps. Ce n’est pas comme si vous pouviez simplement prendre une caméra, la coller dans la fusée de SpaceX et la lancer dans l’espace », explique Romualdez. « Cela ne fonctionnera pas parce que vous n’avez pas les communications, la puissance, la capacité de pointer et de contrôler la caméra et la possibilité de transférer les données.
« C’est ce que nous offrons. Nous comblons essentiellement le fossé de la chaîne d’approvisionnement dans la technologie spatiale. »
Les gondoles de StarSpec utilisent des systèmes « plug-and-play » modulaires avec du matériel et des logiciels standardisés qui peuvent être utilisés avec les lanceurs existants, permettant un contrôle précis des instruments scientifiques, le tout sans coûts exorbitants et sans de longs délais de développement.
De gauche à droite : Javier Romualdez, Steven Li et John Hartley.
« L’approche traditionnelle consiste à essayer de tout reconstruire à partir de zéro à chaque fois qu’une expérience doit être effectuée. [to space] », déclare John Hartley, titulaire d’un doctorat en physique de l’Université de Toronto et directeur financier de StarSpec. « Avec nos systèmes en place, le délai peut être réduit de moitié, ce qui se traduit également par une rentabilité accrue.
« C’est un atout majeur. Si vous pouvez vous y rendre plus tôt, vous obtenez vos données et vos résultats plus tôt, et tout le monde est content. Cela apporte de réels avantages aux mondes académique et commercial. »
Les origines de StarSpec peuvent être attribuées au groupe d’astrophysique des ballons de l’Université de Toronto, dirigé par le professeur Barth Netterfield, un expert de premier plan en technologie aéroportée et suborbitale qui sert maintenant de conseiller technique de l’entreprise. Romualdez et Hartley ont tous deux terminé leur doctorat dans le laboratoire de Netterfield, tandis que le directeur technique Steven Li a obtenu sa maîtrise dans le laboratoire avant de poursuivre un doctorat à l’Université de Princeton.
Romualdez dit qu’il était intéressé à travailler avec Netterfield parce qu’il voulait mener à bien un projet de bout en bout. « Ce laboratoire m’a marqué parce qu’ils ont dit: » D’accord, d’accord, votre doctorat va concevoir, construire, tester et lancer un télescope sous-orbital – le tout dans cinq ans « , a déclaré Romualdez.
En 2015, trois ans seulement après que Romualdez a commencé ses travaux de doctorat, le Balloon Astrophysics Group a lancé le Balloon-Borne Imaging Telescope (BIT) avec l’Agence spatiale canadienne à Timmins, en Ontario. Le prochain lancement a eu lieu depuis le Columbia Scientific Balloon Facility de la NASA au Texas, avec deux autres lancements confirmant le télescope embarqué comme un instrument avec une résolution d’imagerie et des performances de stabilité qui rivalisaient avec le télescope spatial Hubble de la NASA.
« BIT était essentiellement un Steadicam doté des mêmes capacités astronomiques que le télescope spatial Hubble, mais nous avons pu le développer en trois ans avec un budget de recherche pour les diplômés », explique Romualdez.
Désormais, StarSpec cherche à apporter des capacités similaires au projet EXCITE de la NASA, qui mesurera le contenu de l’atmosphère des exoplanètes. « L’idée générale ici est d’essayer de répondre à la question : sommes-nous seuls dans l’univers ? » », déclare Hartley. « Nous savons que la Terre a une atmosphère et à cause de cela, nous pouvons en vivre. Et il y a des millions d’exoplanètes, alors à quoi ressemblent-elles ? EXCITE est un pas vers la réponse à cette question.
StarSpec a également été engagé pour participer à plusieurs autres missions de la NASA, y compris un projet avec le nouveau programme Pioneers qui encourage les entreprises scientifiques en astrophysique à moindre coût, en utilisant du matériel plus petit.
Au cours des prochaines années, la société espère participer à des projets suborbitaux dans le monde entier.
« Dans deux ans, je pense que nous serons saturés et étendus autant que possible dans l’espace en montgolfière et suborbital », déclare Romualdez.
Quelle est la prochaine étape pour Starspec ? La société s’efforce de réutiliser ses technologies suborbitales pour les satellites pouvant accéder à l’orbite terrestre basse – la couche d’espace située à environ 200 à 1 600 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre. Parmi ses projets figure une expérience à l’Institut Dunlap de l’Université de Toronto qui utilisera un télescope spatial.
Il développe également une gamme de satellites standardisés plug-and-play.
« Dans cinq ans, nous voulons disposer d’un flux de produits standardisé pour les satellites », déclare Romualdez, ajoutant qu’il existe un intérêt croissant pour l’utilisation de l’espace pour prendre en charge des applications telles que les technologies financières et l’observation de la Terre en temps réel. « Je vois que nous avons une contribution majeure sur ces fronts. »
La trajectoire ambitieuse de StarSpec n’aurait pas été possible sans le soutien de l’Université de Toronto et du programme UTEST en particulier, affirment ses fondateurs. Les contributions du programme d’entrepreneuriat à un stade précoce de l’Université de Toronto comprenaient la connexion de l’entreprise à son équipe juridique actuelle ainsi qu’à des ressources de propriété intellectuelle cruciales.
« Quand nous avons commencé, nous avions beaucoup de savoir-faire technique, mais nous nous sommes rendu compte très tôt que, d’un point de vue commercial, nous étions au-dessus de nos têtes », déclare Hartley. « UTEST était une plate-forme facile et accessible pour nous d’obtenir des informations sur la façon de démarrer et de gérer une entreprise ; à quelles sortes de choses vous devez penser ; comment vous positionnez-vous sur le marché – des choses que nous ne comprenions pas et que nous devions comprendre. »
Romualdez ajoute : « Cela ne fait que neuf mois que nous faisons partie du programme UTEST, et avec le recul, nous sommes déjà allés si loin. UTEST a été un excellent tremplin pour nous accélérer sur notre chemin.
En fin de compte, StarSpec espère aider à créer un monde où les projets spatiaux ne sont plus limités aux gouvernements, aux sociétés géantes ou aux milliardaires comme Jeff Bezos d’Amazon.
« Notre vision à long terme est qu’une petite entreprise, une ville ou un petit groupe de recherche dans une université qui a quelque chose qui pourrait vraiment avoir un impact – un appareil de communication ou d’astronomie révolutionnaire – pourra consulter un catalogue, sélectionner un système et planifier un lancement », explique Romualdez.
« Nous envisageons un monde où l’accès à l’espace n’est pas ce concept extrêmement niche [with all sorts of highly technical] barrières. C’est banal. »