Bibliothèque des projets du CNES
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Caspex
Alors que les capteurs d’image équipant la quasi-totalité des dispositifs spatiaux étaient encore basés sur la technologie CCD (Charge Coupled Device), le CNES s’est intéressé à partir des années 2000 à une autre technologie aujourd’hui largement répandue : les capteur d’images CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), utilisée par exemple dans le domaine des capteurs photo pour la téléphonie mobile, couvrant plus de 99,9% du marché de « l’imaging » aujourd’hui.
Bénéficiant de développements industriels et commerciaux importants, les capteurs CMOS permettent aujourd’hui de réduire sensiblement la taille physique des pixels du capteur afin d’obtenir une meilleure résolution, sans sacrifier la qualité du signal.
Encore restait-il à démontrer qu’il est possible de les utiliser dans le milieu spatial où les contraintes (températures, radiations, vibrations mécaniques lors du lancement) sont extrêmes.
C’est chose faite avec la famille de caméras CASPEX (CAmera for SPace EXploration), dont le développement a commencé en 2014 pour Eyesat et SuperCam.
Légende : 2 versions différentes du capteur CASPEX (12 Mpixels à gauche et 4 Mpixels à droite), développé par le CNES, et pouvant être adapté pour de nombreuses typologies de missions spatiales – Crédits : CNES/Thierry De Prada
Une vaste gamme d’utilisations
La 1ère version (monochrome) des caméras CASPEX (4 millions de pixels) a très vite été plébiscitée pour des opérations spatiales. Utilisées par la société Sodern (filiale d’ArianeGroup) pour ses viseurs d’étoiles, elles équipent aujourd’hui chaque satellite de la constellation OneWeb (internet planétaire à haut débit). Cette version a aussi équipé EyeSat, le 1er nanosatellite du CNES réalisé par des étudiants, lancé en 2019.
La version couleur (RGB) de CASPEX a, quant à elle, été embarquée sur l’instrument SuperCam, permettant au rover martien Persévérance d’observer et d’analyser à distance la composition du sol de la planète rouge depuis son atterrissage en 2021.
C’est cette même version couleur qui a équipé le rover Rashid 1 du centre spatial des Émirats Arabes-Unis (MBRSC). Intégré dans un atterrisseur japonais d’iSpace, l’ensemble a décollé le 11/12/2022 à bord d’un lanceur Falcon 9 de SpaceX à destination de la Lune pour en explorer la surface. Ce partenariat privé-public inédit, aurait permis pour la première fois de l’histoire à un atterrisseur d’une société privée de se poser sur un corps céleste. Malheureusement, celui-ci s'est écrasé sur la Lune le 25 avril 2023.
Une technologie en constante évolution
La version RGB de CASPEX a aussi été sélectionnée pour embarquer sur le rover de la mission MMX qui doit se poser sur Phobos, l’un des 2 satellites naturels de Mars, fin 2024. L’objectif : s’y déplacer pour l’explorer.
Une version de CASPEX plus récente, dite "multispectrale", capable de distinguer entre 9 et 25 couleurs différentes, équipera aussi le rover émirati Rashid 2, dont le lancement vers une région polaire de la Lune se fera à l’horizon 2025.
Aujourd’hui, une nouvelle version améliorée de CASPEX (12 millions de pixels, meilleure sensibilité et meilleure capacité de traitement image) capable de capturer des images en 4K monochromes, en couleur ou polarisées, a été qualifiée et validée par le CNES. Elle équipera une prochaine mission interne du CNES pour les besoins régaliens après 2024.
Enfin, de nouvelles versions capables d’étendre la vision du capteur dans l’infrarouge sont aussi en développement. Une chose est sûre, nous n’avons pas fini d’entendre parler de cette pépite technologique française.
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Cedric VIRMONTOIS
Courriel : cedric.virmontois [at] cnes.fr
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Courriel : francis.rocard [at] cnes.fr
