Illustration : Famille - SmallSat, NanoSat et CubeSat

Dans la famille des nanosatellites, le format « CubeSat » correspond à un standard défini par des universités américaines en 1999 pour faciliter l’accès à l’espace pour les étudiants. La taille des CubeSats est normalisée. L’unité de base, dite 1U, est un cube de de 10 cm de côté et 1.3 kg. Le standard a été porté à 2U puis 3U (volume et masse de 2 ou 3 cubes superposés). Désormais des formats de 4U ou de N x 3U sont proposés. L’idée du « standard » reste toujours la même : simplifier au maximum la réalisation du CubeSat en imposant sa forme extérieure, qui permet de s’adapter à un « déployeur » lui aussi standard qui fait l’interface avec les lanceurs, selon les exigences de qualité et de sûreté traditionnelles du spatial.
Ce standard simplifie grandement la réalisation et le lancement de satellites. En 15 ans, il a conduit à la réalisation de centaines de CubeSats, dont le premier français a été « Robusta » en 2012, conçu par l’université de Montpellier.
Illustration : CubeSat

Le CubeSat est placé en position éteinte dans un déployeur fermé (P-POD ou équivalent) attaché à la fusée qui assure le lancement. Le CubeSat reste ainsi dans le déployeur jusqu’à son largage dans l’espace par ouverture du déployeur. Le largage déclenche la mise sous tension du CubeSat et donc le début de sa mission.
Trois types d’applications pour les nanosatellites
Il y a typiquement trois grandes familles d’applications pour les CubeSats et par extension pour toute l’échelle « nano », largement dominée par le standard CubeSat mais qui s’étend à tout satellite de moins de 50 kg.
Nanosat pédagogique (ou "éducatif") : l’objectif principal est de former les étudiants à un certain nombre de disciplines d’ingénierie nécessaires pour réaliser un satellite. C’est dans ce but que des universités américaines ont créé le standard CubeSat. La mission particulière du satellite n’est donc pas en soi l’objectif prioritaire.
Nanosat technologique : l’objectif principal est de démontrer une technologie particulière en environnement spatial avec un satellite beaucoup moins cher qu’une mission traditionnelle. Ainsi les nanosatellites peuvent nous aider à préparer les instruments de demain. Si la mission du nanosat est un succès, la technologie aura un "TRL" plus élevé, ce qui permettra de la proposer plus tard pour une mission spatiale scientifique encore plus ambitieuse et pas forcément au format nanosatellite.
Nanosat scientifique : le nanosat peut aussi embarquer un instrument de mesure. L’objectif principal est alors de réaliser cette mesure scientifique. Les applications scientifiques émergent peu à peu, avec une diversification de concepts, comme le CubeSat d’accompagnement d’une mission mère qui peut aller reconnaître le terrain avant de s’approcher d’un astéroïde ou comme les flottilles ou les essaims de nanosatellites pour des mesures "coopératives" (mesures simultanées par plusieurs CubeSats).
Par distinction avec les Nanosats pédagogiques, on parle souvent de nanosats "recherche" pour désigner aussi bien les nanosats scientifiques que technologiques.