Quatre satellites Galileo installés sur le dispenser, lui-même posé sur l'étage supérieur d'Ariane 5. © ESA, M. Pedoussaut

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Sous la coiffe des lanceurs, les « dispensers » évoluent pour lancer de multiples satellites

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Discret, caché dans la coiffe d'un lanceur et protégé par le secret industriel, le « dispenser », selon le terme anglais, que l'on pourrait traduire par distributeur, sert à accrocher plusieurs satellites. Avec l'engouement pour les lancements multiples, ces dispositifs deviennent stratégiques et doivent évoluer, pour larguer à différents moments, voire être motorisés. C'est ce que nous explique Sontsada Valentin, spécialiste de la question chez ArianeGroup.

La réutilisation partielle ou totale d'un lanceur n'est pas la seule voie pour améliorer la compétitivité d'un système de lancement. Ainsi, la future Ariane 6 ne sera pas réutilisable, bien qu'ArianeGroup n'exclut pas cette hypothèse et s'y prépare même, au cas où, via divers projets. L'un d'entre eux est le projet Prometheus de démonstrateur de moteur européen à très bas coût, développé sous contrat ESA, pour réaliser les lanceurs européens à partir de 2030, en divisant par dix les coûts par rapport au Vulcain d'Ariane 5. ArianeGroup intensifie aussi ses échanges, avec le Cnes notamment, pour préparer les lanceurs futurs, et entretient le même type d'échanges avec le DLR, l'agence spatiale allemande.

Les satellitiers, avec leurs milliers de petits et micro-satellites attendus ces prochaines années, sont à la recherche d'un accès rapide et bon marché à l'espace, qui passe moins par des lanceurs réutilisables que par la possibilité de lancer davantage de satellites et de façon plus régulière. « C'est le rôle des dispensers », nous explique Sontsada Valentin, chef de Produit Sylda (Système de lancement double Ariane) et Dispenser chez ArianeGroup. Dans « un marché en très forte croissance, celui des petits satellites, nous sommes en pleine réflexion sur la gamme produit des dispensers ».

Au premier plan, le dispenser utilisé dans Ariane 5 pour porter 4 satellites Galileo. On distingue les points de fixation autour des inscriptions « Poste 2 » et « Poste 3 ». Derrière, un Sylda utilisé pour les lancements doubles par une Ariane 5 ECA. Un satellite est logé à l'intérieur et le second est installé sur le dessus. © ArianeGroup, D. Eskenazi

Les dispensers vont devenir des étages supérieurs autonomes

ArianeGroup, en effet, ne fait que fabriquer les lanceurs de la famille Ariane. C'est aussi un équipementier, qui réalise ces dispensers depuis la fin des années 1990. « Notre gamme, construite pour les constellations pour le compte d'Arianespace, et de Syldas pour les lancements doubles d’Ariane 5, peut répondre à de nombreux besoins. » ArianeGroup veut proposer « un produit qui peut adresser plusieurs types de satellites et compatibles avec d'autres lanceurs ». Pour cela, plusieurs aménagements sont possibles, selon la performance du lanceur et les besoins en orbite des constellations. Aujourd'hui, nos aménagements vont « de 4 à 6 satellites par vol avec des masses par satellite de 450 à 750 kg ».

À court terme, les dispensers d'ArianeGroup vont évoluer. Pour répondre au besoin du marché du lancement de satellite, « ils seront capables d'emporter des dizaines de satellites ». Ils auront également « une capacité intelligente pour gérer de manière autonome les séquences de séparation ». Mieux encore, dans ce contexte d'évolution du marché, « nous pourrions considérer nos dispensers comme des étages supérieurs autonomes du lanceur, avec pourquoi pas un système de propulsion intégré ».

Demain, le client aura la possibilité d'utiliser « un dispenser avec une propulsion autonome pour atteindre une orbite différente de celle de la mission d'origine du lanceur ». Ces évolutions sont à l'étude avec « un modèle économique à trouver. En effet l'intégration de la propulsion sur le dispenser en fait un système de lancement à part entière » souligne Hervé Duval, chef Lignes de produits équipement pour satellites. Aujourd'hui, « le modèle économique n'est pas déterminé et différents compromis sont possibles entre la précision de la mise en orbite du lanceur, la propulsion des satellites ou l'ajout d'une propulsion à un dispenser ».

Malgré la simplicité apparente de ces deux équipements, « ils sont construits en tenant compte de contraintes et spécification très strictes », précise Sontsada Valentin. Les Syldas d'Ariane 5 sont conçus pour « supporter une charge maximale de 6,5 tonnes alors qu'ils pèsent seulement 500 kilogrammes ! ». Autre contrainte, ils doivent s'éjecter verticalement pour ne pas toucher le satellite inférieur, et « de façon très précise, sans quoi le satellite à l'intérieur risque d'être endommagé ». En effet, seuls quelques centimètres séparent le satellite des parois du Sylda. Concernant les dispensers, les efforts ne sont pas répartis de la même façon, ce qui explique les différences de conception. Contrairement aux Syldas qui supportent un satellite et en abritent un autre, les dispensers « permettent l'emport de plusieurs charges utiles accrochées tout autour de la structure ». La difficulté est de « savoir éjecter les satellites de façon synchrone pour éviter de mettre en spin [rotation, NDLR] les satellites lors de la séparation » et les éloigner avec « de bonnes conditions cinématiques (vitesses transverses et angulaires spécifiques) ».