Perseus

PERSEUS (Projet Étudiant de Recherche Spatiale Européen Universitaire et Scientifique) est un projet de la Direction du Transport Spatial du Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), service projet DTS/FIT/RAP , qui vise à promouvoir auprès des étudiant(e)s les activités du secteur spatial en leur proposant notamment, dans un cadre universitaire/école ou associatif à travers des projets spatiaux à caractère industriel et pédagogique,

le développement et la mise en œuvre d’un ensemble de démonstrateurs, sol et vol, favorisant la recherche et l’émergence de solutions et de technologies innovantes, applicables aux systèmes de transport spatial. De fait des liens ont été créés avec la Recherche & Technologie, mais aussi avec la Direction de la Communication du CNES notamment à travers la participation du projet aux campagnes C’Space.

Lancé en juin 2005 au Salon International de l’Aéronautique et de l’Espace du Bourget, le projet est structuré autour de trois axes :
  1. Développer l’intérêt et les vocations des étudiant(e)s pour les métiers et l’entreprenariat du transport spatial
  2. Former les étudiant(e)s aux techniques spatiales à travers la réalisation de projets motivants de nano fusées/li>
Le projet PERSEUS s’est donné les moyens :
  • de créer et maintenir les liens entre l’éducation, la recherche et les associations impliquées.
  • d’aboutir systématiquement, à des réalisations concrètes (fabrication, démonstration technologique, lancements…).
  • d’impliquer des PME.
Ce projet s’appuie sur des travaux réalisés par de nombreuses équipes d’étudiants, issues de diverses écoles d’ingénieurs, universités, IUT, etc. Pour faciliter l’intégration des projets étudiants, le projet PERSEUS se cale au rythme scolaire. Ces projets pédagogiques sont encadrés par les enseignants et suivis par des experts reconnus par le CNES et des membres d’associations (AAAF, …). Ces projets sont prolongés à travers des démonstrateurs souvent mis en œuvre par les jeunes motivés, disponibles et enthousiastes des associations aérospatiales étudiantes (ISS de l’IPSA, Octave de l’UEVE, Scube de l’ISAE, CLC de Centrale Lyon, SATURN de l’Université de Rennes1, etc…).
Les tâches de coordination, d’animation et d’encadrement de ce programme sont assurées par le Plateau Projet PERSEUS, piloté par le CNES, et implanté dans les locaux du CENTRALE SUPELEC à Gif sur Yvette, bâtiment EIFFEL.

Une convention pluriannuelle est signée avec chacun des partenaires (écoles, universités, associations). Les partenaires du projet sont soumis à une obligation de moyens, ce qui est compatible d’un mode de fonctionnement avec des étudiants, et non à une obligation de résultats comme cela est souvent demandé à un industriel. En conséquence, le projet PERSEUS n’a pas la structure pour réaliser un lanceur de nano satellite. Il ne peut que réaliser des études systèmes qui lui permettent de faire le lien entre le lanceur de nano satellites et les démonstrateurs réalisés par les étudiants. En revanche, une progression dans la réalisation des démonstrateurs est souhaitable. Cet objectif nécessite de pérenniser les acquis auprès des nouvelles générations d’étudiants afin de repousser la barrière des réalisations liées à la quasi inexpérience intrinsèque à un jeune étudiant.

Le deuxième intérêt de cet objectif est d’augmenter les domaines scientifiques accessibles aux étudiants et à leurs enseignants chercheurs grâce à la complexité des réalisations et l’ouverture du domaine de vol de ces démonstrateurs. Vis-à-vis des démonstrateurs mis en œuvre dans le cadre du projet, certaines limitations logiques se sont imposées. En effet il est impératif que le développement et la mise en œuvre de ces démonstrateurs soient compatibles des règles de sécurité en vigueur sur les sites d’essais. De la même façon le vol ne peut avoir lieu que si l’étude de sauvegarde exigée par le site de lancement a été acceptée.

Depuis 2005, une vingtaine de fusées expérimentales (ARES) ont été ainsi lancées lors des campagnes de lancements nationales C’Space, organisées par le CNES.
Toutes les fusées ARES (Advanced Rocket for Experimental Studies) sont définies selon des caractéristiques communes, telles que :
  • un diamètre extérieur de la structure de 160 mm
  • un système de récupération par séparation axiale
  • une structure externe faite à partir de tubes composites sandwich innovants
  • des ailerons légers faciles à assembler et démonter
  • l’utilisation de la rampe de lancement PERSEUS (pour les lancements à partir du sol)
Le développement de ces fusées est axé autour de l’innovation et de la modularité. Les altitudes de ces fusées expérimentales sont cependant très modestes pour essentiellement deux raisons :
  • La réalisation et la mise en œuvre de ces fusées par des étudiants motivés mais peu expérimentés
  • Les contraintes de sauvegarde du site de lancement qui limitent fortement l’apogée
Ces démonstrateurs ont donc l’intérêt de coordonner des travaux étudiants tout en testant des technologies très récentes dans tous les domaines. Le projet PERSEUS, a aussi permis de pérenniser l’expérience des étudiants d’une année sur l’autre et aboutir à des réalisations plus finies et plus complexes. Mais la limitation actuelle de ces démonstrateurs au C’Space est que le vol reste clairement en régime subsonique. En conséquence, afin de pouvoir proposer au monde académique des études compatibles des cas dimensionnant classiques d’un lanceur opérationnel en phase atmosphérique (passage du transsonique, pression dynamique maximale en régime supersonique) le projet SERA (Supersonic Experimental Rokets ARES) a été décidé mi 2012 avec un premier lancement opéré en Mai 2014 depuis Kiruna en Suède. Depuis, 2 autres lanceurs SERA lui ont succédé. Les objectifs afférents sont :
  • Réaliser des vols en régimes transsonique et supersonique (> Mach 1.2) à pression dynamique élevée et altitude entre 5 et 10km
  • Préparer et qualifier les procédures PERSEUS pour les cas dimensionnants pouvant être appliqués à de futurs lanceurs du projet
  • Effectuer des campagnes complètes dans le cadre d’une base de lancement professionnelle (ESRange, Kiruna – Suède)

Ces démonstrateurs SERA sont basés sur l’expérience acquise avec le développement des nombreuses fusées ARES (développements matériels, études système, opérations) et leur lancement dans le cadre du C’Space.

Regroupant en moyenne 250 étudiants par an et ayant mis en place différentes coopérations à l’International (Allemagne, Australie, Suède, Pays-Bas …), le projet PERSEUS évolue également en cohérence avec la stratégie générale du CNES. Secteur longtemps statique, le spatial est au cœur aujourd’hui de profonds bouleversements. Pour accompagner ce mouvement, stimuler l’innovation et proposer de nouveaux défis répondant aux ambitions des étudiants, le projet Mini-Apterros (Advanced Propulsion Technology for Reusable Rocket and Operating System), reposant sur des technologies issues des drones facilement accessibles aux étudiants, a ainsi été initié en 2016 au sein de PERSEUS, Mini-Apterros a pour objectif la mise en place des différentes technologies nécessaires à la réalisation d’un démonstrateur étudiant, DREAM-ON (Disruptive Reusable Exprimental Advanced Methane  Oxygen Nanolauncher), de premier étage réutilisable VTVL (Vertical TakeOff Vertical Landing) en LOX/Méthane d’apogée de 5 km, tout en respectant la démarche progressive du projet PERSEUS.

L’introduction du challenge DREAM-ON cristallise l’essence même du programme PERSEUS : un bac à sable d’innovations à même de fédérer, d’entrainer et d’inspirer les futures générations du spatial afin qu’elles deviennent des « game changer ».

…Space is for everybody. It’s not just for a few people in science or math, or for a select group of astronauts. That’s our new frontier out there, and it’s everybody’s business to know about space.

Christa MCAULIFFE