Le WISP devait voler à bord de la navette spatiale pour sonder le plasma spatial à proximité de l'orbit de la navette. Il a été construit pour le CNRC et le CRC, en collaboration avec la Canadian Astronautics Limited.
LAMPES est une installation expérimentale de recherche sur le traitement laser des matériaux dans des environnements à gravité variable.
Le projet LAMPS a été coordonné par la MPBC et l'Agence spatiale canadienne (ASC)
L'Airborne Imaging Microwave Radiometer (AIMR), mis au point par MPBC, est un radiomètre passif conçu pour la cartographie de la glace de mer. Construit à l'origine pour le Service de l'environnement atmosphérique (AES) du Canada, il a ensuite été acquis par la Research Aviation Facility (RAF) des États-Unis et a effectué des missions jusqu'en 1998. La NASA est finalement devenue le principal utilisateur, déployant l'AIMR pour la recherche polaire.
L'AIMR fonctionne sur des fréquences de 37 GHz et de 90 GHz, mesurant la température de luminosité avec une résolution de 20 à 300 mètres et une largeur de bande de 3 à 20 kilomètres, selon les conditions de vol.
Pour plus de détails, visitez le site de la NASA Page AIMR.
LAMPES était une installation expérimentale de recherche sur le traitement des matériaux au laser dans des environnements à gravité variable.
LAMS a permis aux chercheurs de préciser leur propre configuration expérimentale (cellule d'échantillonnage à vide, four isotherme, détecteurs infrarouges, etc.) et leur a fourni des périphériques génériques tels que la structure de support avec isolation contre les vibrations, l'alimentation électrique, le contrôle et l'acquisition de données, le laser haute puissance et l'optique d'émission de faisceaux.
LAMPES reposait sur des composants disponibles dans le commerce dans la mesure du possible, une approche qui facilitait la reconfiguration et la mise à niveau facile. Le projet LAMP a été coordonné par la MPBC et l'Agence spatiale canadienne.
Les expériences sur le KC-135 comprenaient :
LATEOR - Charge utile de la fusée Black Brant volée sur le jet Falcon-20 de la CSA (1993), les vols KC-135 de la NASA (1993 et 1994) et la fusée de sondage sous-orbitale CSAR-2 (1994)
CHAMPS est un four de recherche modulaire en microgravité développé pour la Division spatiale du Conseil national de recherches du Canada.
Il a été piloté dans un conteneur Get-Away-Special (GAS) à bord de la navette spatiale Endeavour STS-57 en juin 1993 pour étudier la croissance des cristaux de GaAs par électro-épitaxie en phase liquide (LPEE).
En combinant les avantages des installations expérimentales spécialisées et génériques, CHAMPS a permis aux chercheurs de spécifier leur propre configuration expérimentale tout en leur fournissant des périphériques génériques.
Le matériel configurable comprenait un four thermique et à gradient, un lévitateur, etc., tandis que les périphériques génériques comprenaient le contrôle et l'acquisition de données, l'isolation thermique et l'équipement de soutien au sol.
ARF était une installation de recherche aquatique pour des expériences en microgravité dans le domaine des sciences de la vie. Conçu et construit par MPBC, pour l'Agence spatiale canadienne et la NASA, il s'insère dans un casier à mi-pont de la navette spatiale.
ARF a ouvert ses portes en forme de valise et contenait six petits contenants qui abritaient deux aquariums miniatures dans chaque moitié. Lorsqu'elle était fermée, l'installation fournissait une lumière contrôlée, une température et des images vidéo.
Pendant les expériences, un carrousel est resté immuable, tandis que l'autre tournait 86 fois par minute. Cette conception unique permettait à la fois des environnements zéro-g (espace) et des environnements simulés à un g (terre) en même temps. Au sol, un ARF double a répliqué la séquence, fournissant deux autres groupes témoins.
Le Centre de recherche aquatique (ARF 1) a été lancé pour la première fois avec la navette spatiale STS 77 en mai 1996. Au cours de cette mission, les trois expériences menées portaient sur le développement embryonnaire précoce, l'écologie océanique et la perte de calcium osseux.
Dans le cadre d'un projet conjoint de la CSA et de la NASA, les deux organismes ont partagé les résultats des expériences menées sur l'ARF.
Le matériel de vol à montage d'isolation en microgravité (MIM) a été conçu pour détecter et contrer les vibrations naturelles de fond qui se produisent en microgravité. Le MIM se composait de trois parties : l'unité de commande, le flotteur où sont montées les expériences et le stator, qui était fixé à l'engin spatial. L'étage flotteur a utilisé le principe de la lévitation magnétique pour stabiliser les expériences.
Le MIM 1 a été conçu pour le Programme des sciences de la microgravité de l'Agence spatiale canadienne, sur la base d'une idée du Dr Tim Salcudean de l'Université de la Colombie-Britannique. Le MIM 1 a été lancé dans l'espace en avril 1996 à bord du module spatial russe Priroda et est devenu une installation permanente sur la station spatiale MIR en orbite.
Les premières expériences d'utilisation de l'installation MIM à bord du MIR ont utilisé le four QUELD II (Queen's University Experiments in Liquid Diffusion) pour mettre au point de nouveaux alliages et matériaux semi-conducteurs.
De 1996 à 2001, le système a enregistré plus de 3 000 heures de temps opérationnel à l'appui d'expériences, notamment :
Le Canada a mis au point RADARSAT-1, le premier satellite d'observation de la Terre par radar à ouverture synthétique (RAS) au monde, pour surveiller les changements environnementaux et les ressources naturelles.
Dans le cadre d'un contrat avec l'Agence spatiale canadienne, MPBC a terminé la conception, le développement, la fabrication et l'installation des quatre transpondeurs actifs de haute précision pour l'étalonnage du satellite.
Les transpondeurs ont été installés partout au Canada (à Fredericton, N.-B. ; Ottawa, Ont. ; Prince Albert, Saskatchewan ; et Resolute, Territoires du Nord-Ouest) afin que RADARSAT puisse être étalonné à partir de l'une des unités à chaque passage au-dessus du pays. Ils étaient sous contrôle à distance à partir d'une installation centrale à Ottawa.
MPBC a construit trois transpondeurs pour l'ESA (Agence spatiale européenne) afin d'étalonner le satellite de surveillance de la Terre ENVISAT. Les trois transpondeurs, connus sous le nom d'unités d'étalonnage radar actif, étaient situés à Flevoland, aux Pays-Bas, et étaient disposés selon une ligne est-ouest. Ces unités ont couvert le faisceau d'une largeur d'environ 100 km alors qu'elles se déplaçaient parallèlement à la trajectoire nord-sud du satellite. Avec un espacement de 20 km entre eux, ils ont effectué un étalonnage sur la bande et la forme du faisceau d'azimut à trois points du diagramme d'élévation.
Le premier essai d'un amplificateur à fibre dopé à l'erbium (EDFA) dans le cadre d'une expérience de vol en ballon par DLR (Allemagne) a marqué une étape clé vers l'utilisation des EDFA dans l'espace. Les amplificateurs de MPBC ont excellé dans des conditions extrêmes de vibrations et de fluctuations de température, ce qui prouve leur fiabilité.
Comme l'a rapporté l'équipe du DLR après la mission, « Dans l'ensemble, l'amplificateur a très bien performé lors de nombreux essais de vide thermique et pendant la mission stratosphérique... Il y a de fortes chances que nous utilisions un EDFA similaire lors de notre prochaine mission scientifique. »
À l'époque, seules quelques entreprises pouvaient fournir des EDFA à haute performance avec une sortie de 13 à 15 dBm, et MPBC s'est imposée comme le principal fournisseur.
Formulation à couche mince pour revêtement intelligent de pare-soleil avancé qui peut être appliqué sur des matériaux existants qualifiés pour l'espace tels que l'aluminium, le kapton ou le téflon afin de faciliter la stabilisation thermique des antennes à membrane SAR (Synthetic Aperture Radar).
Les miroirs et les capteurs des instruments spatiaux avancés tels que les radars et les télescopes doivent être maintenus à très basse température froide pour détecter les signaux faibles provenant de l'espace. Le pare-soleil protège ces instruments des sources externes de lumière et de chaleur et permet une température stable. Un autre défi pour la feuille de pare-soleil est d'avoir une faible résistivité à très basse température empêchant sa rupture.
Le pare-soleil construit par MPB est basé sur le VO2 et sur le Kapton et a démontré ses capacités telles qu'une émissivité élevée, une faible résistivité et une bonne adhérence mécanique et une bonne flexibilité.
La présence et l'absence d'énergie solaire ont le potentiel d'augmenter et d'abaisser respectivement la température interne de toute structure. Le chauffage et le refroidissement au-delà de l'atmosphère se produisent encore plus rapidement sur une plage plus extrême - de moins 150 °C à plus 150 °C en quelques minutes.
Il est préférable que la température interne d'un satellite soit comprise entre -10 °C et +30° pour assurer le fonctionnement efficace de l'électronique de communication et de commande. La seule façon pour un engin spatial de rejeter de la chaleur et de maintenir la température des satellites dans les limites de fonctionnement consiste à utiliser un rayonnement thermique vers l'espace, ce qui est généralement effectué par des radiateurs thermiques. Le matériau thermochromique à émission variable de MPBC ajuste ses propriétés en fonction de l'environnement ambiant. Utilisé dans la structure extérieure d'un boîtier de satellite, le revêtement maintiendra la température optimale de l'intérieur du satellite.
Bien qu'il existe des revêtements à émittance variable connus, ils diffèrent des MPBC en ce sens qu'ils doivent être manipulés électriquement pour réagir. Le matériau développé par MPBC réagit passivement, ce qui élimine toute électronique supplémentaire et réduit les risques de défaillance.
La même invention s'applique à un certain nombre d'applications terrestres qui nécessitent une régulation interne de la température - par exemple, une structure, un boîtier ou un véhicule.
Numéro de brevet des États-Unis : 7 761 053 B2
Le démonstrateur de capteurs de vol (FSD) de MPBC utilise des capteurs à fibre optique pour mesurer la température et la pression et est le premier réseau complet de capteurs à fibre optique sur satellite. Lancé en novembre 2009 et toujours opérationnel en 2024, il recueille des données sur PROPA-2 sur demande. Le système comprend douze capteurs de température, un capteur haute température pour le propulseur et un capteur de pression/température pour le réservoir de propulseur au xénon. Son système central d'interrogation est compact et efficace, utilisant un laser à fibres réglables pour la mesure spectrale.
Le système PROBA-2 est doté de capteurs innovateurs à Fiber Bragg Grating (FBG), fabriqués sur mesure par MPBC. Le capteur de pression/température utilise un boîtier robuste en acier inoxydable et de multiples grilles FBG, tandis que le capteur haute température est conçu pour assurer la stabilité en cas de chaleur extrême. L'emballage exclusif améliore la sensibilité du capteur et découple les effets de contrainte, assurant ainsi des mesures précises. Les avantages comprennent l'insensibilité aux EMI, un routage flexible des signaux et une résolution de mesure élevée. Ce réseau de capteurs perfectionné offre aux exploitants d'engins spatiaux une solution plus légère, plus compacte et économe en énergie pour surveiller la température et la pression.
Le spectromètre miniature intègre des fibres optiques infrarouges et des guides d'ondes avec des réseaux de détecteurs linéaires infrarouges avancés. Avec l'ajout d'un interféromètre Fabry-Perot à la fente de sortie pour augmenter la résolution spectrale, cette conception est devenue un élément central des spectromètres satellitaires GES utilisés pour détecter les fines raies spectrales de CO2 et CH4.
Brevet américain #7 ,034 935 B1
MEOS est un concept de mission d'observation de la Terre (OE) pour la surveillance des principaux gaz à effet de serre et l'étude des structures nuageuses.
L'équipe de MPBC et ses partenaires canadiens et internationaux ont élaboré la stratégie de mesure et une série de technologies de miniaturisation avancées pouvant être utilisées sur une plateforme microsat à faible coût. Les principales parties de cette conception ont été utilisées dans la série de satellites GES (Iris et Claire).
L'atterrissage inukshuk canadien sur Mars est conçu pour nous donner un aperçu de ce qui se cache sous la surface martienne. D'après les missions précédentes, nous savons que la surface de Mars est couverte de roches et de poussières soufflées par le vent.
Financée par l'Agence spatiale canadienne, la mission est dirigée par MPBC avec ses partenaires MDA Missions spatiales en Ontario et le Département de géographie de l'Université de Winnipeg.
Le composite auto-cicatrisant est basé sur l'utilisation d'un monomère et d'un catalyseur. Au fur et à mesure qu'une fissure se propage, l'agent cicatrisant est libéré, s'écoule à travers la fissure et entre en contact avec le catalyseur, ce qui déclenche le processus de polymérisation. Ce processus permet de lier la fissure fermée. L'incorporation d'un composite auto-cicatrisant dans la structure extérieure des systèmes construits pour l'espace pourrait grandement améliorer la fiabilité et la durée de vie des structures et atténuer les dommages causés par la poussière et les débris spatiaux. On estime que plus de 80 % des dommages causés par les cratères (diamètre < 1 mm) pourraient s'auto-guérir avec le système proposé.
Les essais de choc thermique illustrent le potentiel : deux échantillons ont été soumis à 20 cycles de bain d'azote liquide de -196°C en alternance avec un four à 60 °C. L'échantillon standard n'a pas dépassé la première ronde. Le matériau composite autocicatrisé a retrouvé jusqu'à 90 p. 100 de sa résistance d'origine.
En novembre 2009, la CSA a accordé un financement à la MPBC pour poursuivre cette recherche dans le cadre d'un contrat intitulé « Pionnier de l'auto-guérison des dommages causés aux composites causés par les débris spatiaux ». Ce projet s'associe à MPBC (espace, autoguérison par fibre optique), à l'Université Concordia (composites, auto-guérison) et à l'Université McGill (nouveau lanceur d'hypervélocité) pour élaborer des concepts novateurs d'auto-guérison atténuant les effets des impacts des débris.
MPBC espère faire la démonstration de son composite d'auto-guérison sur un microsatellite ou sur la Station spatiale internationale.
Brevet des États-Unis #8865798
La deuxième génération de radiateurs thermiques intelligents est une distribution améliorée de revêtements multicouches plus minces, basée sur le VO2 comme dans la première version. Il a été conçu pour atteindre une plus grande accordabilité (efficience) demandée par les clients des services spatiaux.
MPBC a qualifié des échantillons de la deuxième génération de radiateurs intelligents pour l'orbit terrestre basse, démontrant leur effet sur l'amélioration de la dissipation thermique dans le vide. Récemment, les CubeSats sont devenus de plus en plus utilisés pour la recherche spatiale, en raison du faible coût de leur fabrication, de leur lancement et de la flexibilité de leurs applications. La taille des échantillons de radiateurs intelligents (4 cm x 4 cm) les rend adaptés aux applications CubeSats.
La démonstration préliminaire des échantillons de MPBC a démontré leur efficacité pour la surveillance thermique dans l'espace. Cette tâche a été réalisée par une équipe conjointe de Northrop Grumman Corporation, Laboratoire de recherche navale (Lire l'article), et Laboratoire de recherche de l'armée de l'air des États-Unis (Lire l'article)
Brevet américain #8 ,908 253 B2
La mission Mars Methane faisait partie d'une série de missions analogiques financées par l'Agence spatiale canadienne, dans le but de faire progresser la science et la technologie sur Terre, tout en contribuant à la méthodologie des explorations futures dans l'espace.
Dirigée par la MPBC, la mission Mars Methane a été orchestrée pour valider les capacités scientifiques et les exigences opérationnelles du KAPVIK MicroOver et de sa charge utile scientifique miniature potentielle. Des missions ont été déployées en juin 2011 et en juin 2012 dans des mines d'amiante à ciel ouvert abandonnées au Québec. Les emplacements ont été choisis pour leurs similitudes géographiques avec le terrain martien et parce qu'ils contenaient du méthane produit par l'altération de la serpentine, un processus qui aurait eu lieu sur Mars.
Les principaux éléments de l'essai sur le terrain de 2012 comprenaient :
MPBC était l'entrepreneur principal d'une mission lunaire proposée, qui visait à utiliser le micro-rover Kapvik et le spectromètre infrarouge miniature de MPBC. Cette mission s'aligne sur les objectifs généraux de CABLE, une plateforme favorisant la collaboration internationale entre le Canada (CSA ?) , Grande-Bretagne (?) , et les États-Unis (NASA) sur les technologies des lanceurs et des atterrisseurs. La mission visait à réaliser un atterrissage lunaire à faible coût (moins de 100 millions de dollars) en combinant des capacités et des technologies complémentaires.
Le plan de la mission comprenait un lanceur à faible coût, un atterrissage souple avec des capacités d'évitement des risques et un micro-rover hautement performant basé sur le prototype Kapvik du Canada. La mission scientifique de base était axée sur l'étude des caractéristiques de surface dans une région de la Lune jusque-là inexplorée, en abordant des questions géologiques et de ressources lunaires critiques.
Le principal candidat à l'atterrissage était le site 2 de la Constellation du Plateau Aristarque, situé à -52,40 de longitude et 27,70 de latitude sur la côte lunaire proche. Cette région géologiquement diversifiée, située entre la jument lunaire et les hautes terres, donne un aperçu des processus volcaniques et de la composition intérieure de la Lune. Il a également un potentiel d'exploitation des ressources, ce qui en fait un avant-poste humain possible, tel que identifié par la communauté scientifique internationale.
L'analyseur à distance induit par laser (LIRA) se compose d'un spectromètre à rupture induite par laser (LIBS) et d'un système d'imagerie qui fournissent des données élémentaires et une imagerie contextuelle pour les enquêtes en attente de cibles sur les surfaces planétaires. La mesure directe et la cartographie de la composition des surfaces planétaires ainsi que des astéroïdes par des orbiteurs et/ou des rovers sont essentielles pour fournir des connaissances sur la disponibilité et la distribution de la minéralogie et des ressources pertinentes. Ceci est particulièrement nécessaire pour permettre une présence humaine soutenue sur la Lune et Mars, pour le maintien de la vie, comme H2O et O2, les combustibles et les matériaux de construction pertinents.
La MPBC a mis au point un tableau d'ingénierie conçu pour l'Agence spatiale canadienne (ASC). Le MPBC a effectué des vérifications pertinentes pour l'espace et a étudié l'application potentielle aux futures missions lunaires et d'astéroïdes afin de faciliter l'exploration et la cartographie de la minéralogie et des ressources in situ. Le rendement de l'unité de terrain LIRA-LIBS a été vérifié en laboratoire à l'aide d'échantillons bien étalonnés et sur le terrain dans diverses conditions d'éclairage ambiant.
À l'aide de son laser pulsé de 1064 nm, LIRA a éliminé la poussière de surface (plusieurs mm d'épaisseur) sur plusieurs échantillons, ce qui a permis de mesurer la composition élémentaire de l'échantillon sous-jacent.
Le LIRS (Laser Induit Raman Spectroscopy) combine élégamment le LIBS (Laser Induit Breakdown Spectroscopy) et le spectromètre Raman, il intègre la spectroscopie de dégradation induite par laser utilisant une excitation de 1064 nm pour la composition élémentaire et le Raman UV profond (DUV) utilisant une excitation de 248,6 nm.
Le LIRS fournit des informations sur la structure de liaison des éléments, la fluorescence pour la détection sensible aux ppm de la présence de matières organiques et un micro-imageur couleur à vision par alésage pour des informations complémentaires sur la morphologie de l'échantillon, le panache LIBS et le cratère résultant.
MPBC a construit et testé une planche à pain LIRS pour les validations pertinentes en laboratoire et sous vide thermique connexes. Les essais de validation ont montré que le LIRS :
MPBC a conçu et construit le spectromètre d'imagerie pour le premier microSAT capable de surveiller les émissions de gaz à effet de serre (GES) et de gaz de qualité de l'air (AQG) de n'importe quel site industriel dans le monde. GHGSat-Claire est le premier satellite de surveillance des émissions à haute résolution. Il est le pionnier de la surveillance à haute résolution des émissions de gaz à effet de serre provenant de l'espace.
En tant que premier satellite lancé par GHGSat, Claire a redéfini le paysage de la surveillance des émissions. CLAIRE est un spectromètre d'imagerie à bande étroite conçu pour voler sur un microSAT de 15 kg. Avec une orbite polaire à 500 km d'altitude, il surveille la surface de la Terre à l'aide d'observations de zones d'intérêt sélectionnées de 15 × 15 km. Il détecte la luminosité des zones terrestres dans des bandes pertinentes pour les gaz à effet de serre tels que le CO2 et CH4.
Le satellite de démonstration de GHGSat a été lancé en tant que charge utile secondaire sur un lanceur de satellites polaires (PSLV-C34) le 21 juin 2016. Au cours de la mission, CLAIRE a démontré avec succès sa capacité à détecter les panaches de gaz émis sur Terre. La deuxième génération était IRIS, elle avait la bonne résolution
Numéro de brevet des États-Unis : 9 228 897 B2
GHGSat IRIS (GHGSat-C1) est un instrument amélioré de GHGSat CLAIRE (GHGSat-D) doté d'un spectromètre d'imagerie haute résolution à bande étroite conçu pour voler sur un microSAT de 15 kg. Avec une orbite polaire à 500 km d'altitude, il effectue des relevés de la surface de la Terre à l'aide d'observations de zones d'intérêt sélectionnées de 15 × 15 km. Il détecte la luminosité des zones terrestres dans des bandes pertinentes pour les gaz à effet de serre tels que le CO2 et CH4.
Le satellite IRIS GHGSat a été lancé à bord du lanceur Vega, depuis le port spatial européen de Kourou, en Guyane française, le 3 septembrerd, 2020. GHGSat-C1 (« IRIS ») est capable de surveiller les émissions de gaz à effet de serre (GES) de n'importe quel site industriel dans le monde. Il a mesuré avec succès au moins cinq panaches de gaz émis de taille semblable à celle de l'essai à rejet contrôlé (260 kg/h), dont deux étaient plus petits et dont la taille était estimée entre 205 kg/h et 217 kg/h.
Lorsque CLAIRE a détecté un seul grand panache de méthane, IRIS détecte maintenant le même panache beaucoup plus clairement, ainsi que les quatre autres panaches plus petits dans la même mesure. IRIS a mesuré les panaches de fuites de méthane en 2020 avec une résolution plus élevée à la mine de charbon, en Australie et à Oil & Gas, en Asie centrale.
Volatiles and Mineralogy Mapping Orbiter (VMMO) est un concept CubeSat 12U à faible coût, proposé par un consortium MPBC responsable, qui a été initialement sélectionné par l'Agence spatiale européenne (ESA). Il s'agit d'une mission ambitieuse qui permettra de générer des données précieuses sur l'emplacement et l'étendue de la glace d'eau et d'autres éléments volatils lunaires dans les régions ombragées en permanence du pôle Sud lunaire.
Le Lunar Volatile and Mineralogy Mapper (LVMM), une charge utile qui sera construite par la MPBC, sera lancé avec le VMMO de l'ESA. Le LVMM est une charge utile lidar chimique multi-ondes qui permet de détecter et de cartographier les substances volatiles et d'autres ressources comme l'ilménite (FeTiO3). Bien qu'un certain nombre de missions futures prévues cartographieront davantage les dépôts de glace d'eau, la résolution spatiale de ces observations devrait être de l'ordre du kilomètre.
À l'aide de lasers à fibre monomode, le LVMM réduira la résolution spéciale de la cartographie de l'ordre des kilomètres à 100 mètres. La MPBC a terminé la phase A de cette mission.
