Notre mission

Chaque jour, des tonnes de poussières interplanétaires s'ablatent entre 70 et 110 km d'altitude en traversant l'atmosphère terrestre, libérant fer, magnésium, sodium, silicium, potassium et calcium. Ces éléments se recombinent en particules solides nanométriques, les Meteoric Smoke Particles (MSP). La majorité mesure moins d'1 nm de rayon, une taille si faible qu'elle échappe aux instruments classiques, un collecteur de Faraday standard ne détecte fiablement que les particules de plus de 2 nm. Le projet COSMIC a pour objectif de collecter directement ces particules dans la mésosphère, à environ 85 kilomètres d'altitude, afin de les analyser après leur retour au sol. Mieux cerner leur composition, probablement des oxydes et hydroxydes métalliques (MgOH, FeOH) plutôt que des silicates, permettra d'éclairer leur rôle dans la formation des nuages noctiluques, la chimie de l'ozone stratosphérique et l'apport de fer dissous aux océans.

Pour atteindre cet objectif, l'expérience COSMIC embarque à bord d'une fusée-sonde du programme REXUS/BEXUS, porté par l'ESA, le DLR et la SNSA. Durant son ascension, un module dédié s'ouvre à l'apogée du vol pour exposer un matériau collecteur directement à l'environnement mésosphérique, avant de se refermer hermétiquement pour protéger les échantillons de toute contamination lors du retour au sol. Cette approche permet de recueillir des particules dans leur milieu naturel, plutôt que de dépendre d'une télédétection indirecte (radars à diffusion incohérente, extinction satellite) dont l'interprétation reste sensible à la taille, la composition et l'état de charge encore incertains des MSP. Les précédentes tentatives de collecte directe, comme le détecteur MAGIC en 2014, n'ont d'ailleurs pas permis d'échantillonner efficacement les particules neutres, un défi que COSMIC cherche à relever.

L'équipe

Qui sommes-nous ?

Ce projet est possible car il est porté par une équipe : une vingtaine d'étudiants de l'Université de Bordeaux, réunis au sein de l'association Sciences L@b22. Chimistes, physiciens, ingénieurs mécaniques et développeurs embarqués travaillent ensemble pour faire de COSMIC une réalité, de la modélisation théorique à la construction du module, jusqu'au décollage.

20+

Étudiants

Pôles scientifiques

85 km

Altitude visée

Chimie

Le pôle Chimie conçoit le matériau de capture des microparticules cosmiques collectées lors du vol. Il développe des aérogels capables de piéger ces particules sans les altérer, afin qu'elles puissent être analysées après le vol, un élément central de l'expérience, puisque sans matériau de capture performant, aucun échantillon ne peut être récupéré. Concrètement, l'équipe formule plusieurs variantes d'aérogels, les teste en laboratoire, et optimise leurs propriétés selon les contraintes du projet. Les travaux se poursuivent sur le choix final de formulation avant intégration au module.

Ingénieurie

Le pôle Ingénierie Mécanique conçoit et réalise le mécanisme de capture des poussières mésosphériques, à 85 kilomètres d'altitude. Il développe une architecture capable de supporter une accélération de 17 g au décollage tout en garantissant une étanchéité totale, condition nécessaire pour préserver les échantillons de toute contamination terrestre. Le système retenu repose sur un tiroir hermétique, les substrats de collecte, protégés dans un carter étanche pendant l'ascension, sont déployés à l'apogée par un actionneur à vis-écrou, puis remis en sécurité avant la redescente. Concrètement, l'équipe travaille sur les calculs de résistance des matériaux et la modélisation CAO sous Fusion 360. Les concepts sont actuellement validés par des prototypes imprimés en 3D, avant la soumission du dossier final.

Système Embarqué

Le pôle Système Embarqué gère l'ensemble de l'environnement électrique du module. Il choisit et intègre l'alimentation, les capteurs de mesure, et pilote le moteur assurant le déplacement du tiroir de collecte, il garantit également la sauvegarde fiable des données collectées durant le vol. Concrètement, l'équipe conçoit ses cartes électroniques avec KiCad et développe le code embarqué en C/C++ via STM32CubeIDE. Les choix techniques sont en cours de finalisation avant présentation aux ingénieurs de l'ESA, avec d'éventuels ajustements selon leurs retours.

Physique

Le pôle Physique évalue les contraintes auxquelles le module sera soumis durant le vol, afin de garantir un collecteur suffisamment robuste et aérodynamique. Il estime également le nombre de particules susceptibles d'être collectées, à partir des connaissances actuelles sur les Meteoric Smoke Particles. Concrètement, l'équipe réalise des simulations numériques du vol et confronte ses résultats aux données disponibles sur l'atmosphère. Ces travaux visent à répondre à une question centrale pour la mission, sa faisabilité et les analyses menées jusqu'à présent sont positives.