Subventions et contributions gouvernementales

Grâce aux progrès réalisés en matière de miniaturisation de l'électronique, de nouveaux matériaux et de nouvelles méthodes de fabrication, les missions spatiales importantes qui nécessitaient autrefois exclusivement de grands engins spatiaux peuvent maintenant être réalisées à l'aide d'engins qui font un dixième de leur taille. Un facteur limite toujours les types de missions que ces nouveaux engins, plus petits et agiles, peuvent réaliser : l'absence d'une force de propulsion élevée qui soit sûre, abordable et facile à intégrer.

Continuum Aerospace, en partenariat avec le Collège Canadore et l'Université de Waterloo, s'appuie sur l'expertise acquise en matière de nouvelles technologies de propulsion de fusée, d'impression 3D par frittage laser direct de métal et de modélisation informatique avancée pour développer un nouveau propulseur. Celui-ci utilise des agents propulsifs non toxiques et facilement maniables qui, par leur taille, conviendront à ces vaisseaux réduits. Ce propulseur sera le premier du genre au Canada. Grâce à lui, les concepteurs de vaisseaux spatiaux et les planificateurs de missions canadiens pourront entreprendre de nouveaux types de missions à moindre coût et avec une propulsion améliorée.

Les actionneurs transforment l'énergie électrique en énergie mécanique pour déplacer et commander des appareils mobiles. L'actionnement magnétorhéologique (MR) est une technologie unique offrant une performance dynamique exceptionnelle grâce à la viscosité du fluide MR qui augmente lorsqu'il est exposé à un champ magnétique, au point quasiment de se solidifier. Les actionneurs utilisant des fluides MR présentent des caractéristiques qui les rendent très intéressants pour une utilisation spatiale par rapport à d'autres types d'actionneurs : une performance accrue, une masse plus faible et une sécurité accrue lorsqu'ils sont utilisés dans des applications prévoyant des interactions humain-robot.

Exonetik propose d'étudier la possibilité d'utiliser des actionneurs MR dans des environnements spatiaux inhabités pour les missions spatiales futures. Plus précisément, ces travaux consisteront à évaluer les risques les plus critiques inhérents à l'utilisation d'actionneurs MR dans des environnements spatiaux : vibrations au lancement, dégazage en service et sécurité d'utilisation. La principale incertitude technologique concerne le dégazage. Les fluides MR conventionnels disponibles sur le marché utilisent des huiles à base d'hydrocarbures et libèrent généralement beaucoup de gaz dans certaines conditions d'exploitation. L'hypothèse de travail est la suivante : une formule spécifiquement conçue pour un faible dégazage et utilisant du perfluoropolyéther (PFPE) conviendrait au milieu spatial.

Dans le secteur spatial, les technologies de communications par laser offrent des gains importants au chapitre de la taille, de la masse et de la consommation d'électricité par comparaison aux autres technologies de communications spatiales, tout en améliorant la capacité de transmission à haute vitesse d'un grand volume de données. En résumé, des charges utiles extrêmement efficaces sur le plan de la transmission des données peuvent être embarquées sur de plus petits engins.

Neptec se propose de développer un prototype de récepteur optique pour la liaison descendante des satellites en orbite basse terrestre. Ce prototype permettra d'explorer les impondérables technologiques en vue de concevoir les futurs systèmes de communications optiques dans l'espace (soit un terminal optique spatial) et pour les futurs projets de satellites scientifiques de l'Agence spatiale canadienne.

L'imagerie hyperspectrale, consistant à traiter les propriétés électromagnétiques de chaque pixel de la trame d'une image, peut être appliquée à l'identification des matériaux constitutifs d'un objet scanné ou d'un environnement scanné. Les instruments hyperspectraux embarqués à bord d'avions ou de satellites utilisent souvent des capteurs CMOS (semi-conducteur complémentaire à l'oxyde de métal), des instruments fondamentaux pour l'observation de la Terre.

ITRES Research Limited propose de concevoir un réseau de capteurs CMOS ultraperformants offrant une résolution transversale de 3¿000 pixels, soit le double de la capacité des réseaux plan-focal (FPA) CMOS les plus perfectionnés. Actuellement, les charges utiles d'observation de la Terre ont besoin de deux réseaux plan-focal CMOS pour couvrir le couloir d'observation transversalement. Ce projet porte sur le développement d'un réseau plan-focal CMOS offrant les mêmes critères de performance que les modèles actuels, avec la largeur de couloir dont a besoin la communauté canadienne des spécialistes de l'observation de la Terre.

La magnétosphère terrestre contient des particules ionisées qui peuvent endommager les systèmes électriques des engins spatiaux.

DPL Science a développé un détecteur de charge profonde des diélectriques (DDCM) qui produit une alerte en cas d'accumulation de charges profondes à bord d'un engin spatial. Ce projet vise à intégrer dans le DDCM des capacités multiples de mesure d'échantillons et à lui permettre au DDCM d'être incorporé dans une suite d'instruments de radiométrie. Ce projet permettra aussi d'améliorer le module d'alimentation d'engin spatial de DPL Science pour qu'il puisse résister au rayonnement auquel l'engin est confronté à une distance entre 2¿000 et 35¿786 km au-dessus de l'équateur terrestre, ce qui améliorera grandement les applications potentielles du module.

De récents progrès dans les actionneurs, la technologie des capteurs et les systèmes de réalité virtuelle (RV) ont permis aux chercheurs de faire des avancées importantes en matière de dextérité et de rapidité des manipulateurs robotisés. Malgré cela, de grandes améliorations sont nécessaires dans le domaine des interfaces de commande et des manipulateurs, qui sont relativement lents, peu intuitifs et d'une dextérité sensiblement inférieure à celle du corps humain.

Averro Robotics and Technology se propose de développer une interface de commande intuitive, facile à porter, pour la manipulation du double bras robotisé. Cette interface de commande assurera une rétroaction haptique et permettra de voir en RV « à travers les yeux du robot », le tout assurant un sens de l'immersion et une profondeur de perception inégalés pour l'opérateur. Cette technologie permettra d'améliorer sensiblement la sécurité dans divers environnements, comme l'exploration spatiale, la neutralisation des explosifs, les opérations militaires, les opérations au large et sous-marines, les espaces confinés et les autres endroits dangereux. Cette technologie révolutionnaire et immersive devrait permettre de travailler à distance plus rapidement et en toute sécurité, tout en exigeant moins d'entraînement de l'opérateur que les autres systèmes.

Les entreprises qui cherchent à réduire leur empreinte carbone ont souvent du mal à mesurer leurs émissions avec précision. GHGSat a développé une technologie de mesure à partir de l'espace des émissions de gaz des installations industrielles. En 2016, GHGSat a lancé avec succès son premier nanosatellite et vise maintenant à en lancer deux autres.

GHGSat s'associera avec Sinclair Interplanetary et Xiphos System Corporation pour faire une démonstration du système de liaison optique descendante Darkstar-Q8, qui devrait améliorer la capacité de liaison descendante des satellites de GHGSat, ce qui pourrait donner lieu à une capacité de surveillance décuplée par rapport au système actuel. L'augmentation des possibilités de mesure des gaz à effet de serre émis par les installations industrielles dans le monde permettra également à GHGSat de réduire son prix de revient par mesure.

Le Centre for Surgical Invention and Innovation
a développé un robot automatisé à guidage par l'image (IGAR) conçu pour effectuer des interventions chirurgicales automatisées, préétablies et guidées par une technologie d'imagerie. La précision, le confort et la durée des opérations effectuées par des robots médicaux se sont avérés équivalents à ceux des interventions chirurgicales pratiquées par des humains, avec en plus une réduction de la douleur et de meilleurs résultats cosmétiques.

Cette étude de faisabilité propose d'intégrer à la technologie IGAR le système d'intelligence artificielle Watson d'IBM, laissant à Watson la planification et l'exécution des interventions chirurgicales du robot IGAR. Il s'agira de la première démonstration au monde d'un système de robot médical totalement autonome. Cette technologie sera d'une importance vitale pour l'avenir de l'exploration spatiale et la colonisation des planètes par les humains, mais aussi pour améliorer la qualité et l'accès aux soins de santé sur Terre.

Il y a actuellement quelque 20¿000 objets spatiaux d'origine humaine en orbite autour de la Terre. Ce nombre comprend des satellites opérationnels, mais aussi des débris de lanceurs et des satellites en panne. Il est important de faire un suivi de la position des objets spatiaux en orbite (OSO) pour prévenir d'éventuelles collisions avec des satellites opérationnels et leur endommagement. Actuellement, seules de petites portions du ciel peuvent être surveillées par des détecteurs d'OSO embarqués, et la détection à partir du sol est limitée par la couverture nuageuse et les cycles jour-nuit.

Magellan Aerospace se propose d'adapter des suiveurs stellaires du commerce – des instruments satellitaires servant au pointage de haute précision – pour détecter et poursuivre les OSO proches. L'idée d'utiliser des suiveurs stellaires à cette fin constitue une solution attrayante, car ils pourraient être systématiquement embarqués sur presque tous les satellites en orbite et contribueraient à créer une base de données des OSO en faisant appel au matériel existant sans aucune interruption de la mission du satellite. Cette technologie enrichirait considérablement la base de données des OSO et permettrait de réduire l'incidence des collisions avec des OSO grâce à l'amélioration de leur surveillance et à des alertes précoces.

L'une des clés du succès de toute mission spatiale est de s'assurer que toutes les parties de l'engin restent dans des limites de température acceptables, ce qui repose sur des analyses thermiques complètes de chaque unité et de l'ensemble du système. Il est cependant impossible d'inclure dans l'étude de l'ensemble du système des modèles détaillés de chaque unité du système, de sorte que les ingénieurs doivent souvent créer des modèles thermiques simplifiés pour permettre l'analyse de l'ensemble du système.

Ce projet prévoit le recours aux méthodes d'apprentissage automatique pour créer des modèles thermiques simplifiés. Un ordinateur peut analyser les diverses options et sélectionner le modèle simplifié convenant le mieux au composant et à l'environnement.

La précision du modèle thermique simplifié produit par la machine permettra de prendre des décisions opérationnelles rapides avec plus de confiance. Cet aspect sera particulièrement intéressant pour la conception des rovers à utiliser sur la Lune ou sur Mars, où les menaces de l'environnement sont en constante évolution.