Le lancement de DirecTV-15 survient quarante ans après la construction d'OTS, le premier satellite de télécommunications d'Airbus Defence and Space. © Airbus Defence and Space

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Ariane 5 : lancement ce soir du puissant satellite américain DirecTV-15

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Le deuxième lancement de l'année d'une Ariane 5 est prévu ce soir, mercredi 27 mai. Le lanceur européen mettra en orbite deux nouveaux satellites de télécommunications dont DirecTV-15, le centième satellite de télécommunications géostationnaire d'Airbus Defence and Space. L'occasion de revenir sur l'histoire des satellites.

Pour son quatrième lancement de l'année, Arianespace doit lancer cette nuit les satellites de télécommunications DirecTV-15 et SKY México-1. Pour cela, elle utilisera une Ariane 5 ECA. Le décollage du lanceur est prévu ce mercredi 27 mai, à l'intérieur d'une fenêtre de tir qui s'ouvrira à 23 h 16 et se fermera à 00 h 40 (heures de Paris). Le lancement est à suivre en direct sur le site Internet d'Arianespace.

Une nouvelle fois, la performance demandée au lanceur est de l'ordre de 10 tonnes. Il faut compter 9.960 kg précisément, dont 9.200 kg représentent la masse des satellites DirecTV-15 (6,2 tonnes) et SKYM-1 (3 tonnes) à séparer sur l'orbite visée. Autres caractéristiques techniques du lancement : le périgée devrait être de 250 kilomètres, l'altitude de l'apogée de 35.786 km et l'inclinaison de six degrés.

D'une masse au lancement de 6,2 tonnes, le satellite DirecTV-15 est le satellite de télédiffusion le plus puissant des États-Unis jamais construit en Europe. C'est Airbus Defence and Space qui l'a construit autour de la plateforme Eurostar E3000. Ce satellite de télécommunications comprend 28 répéteurs en bande Ku (Kurz-unten) et 25 répéteurs actifs en bande Ka/Rev‐band. Il évoluera depuis ses cinq différentes positions orbitales (99.2° et 102.8°) et fournira des services de télécommunications (données, télévision...) aux États‐Unis continentaux, à l'Alaska, Hawaii et Porto Rico. Avec une puissance électrique de 18 kilowatts (kW), sa durée de vie attendue est supérieure à 15 ans.

OTS, premier satellite de télécommunications d'Airbus Defence and Space

« Ce satellite est aussi le centième satellite de télécommunications pour l'orbite géostationnaire construit par Airbus Defence and Space », nous explique Gérard Berger, responsable marketing des satellites de télécommunications d'Airbus DS, soulignant que ce lancement survient « quarante ans après la construction d'OTS (Orbiting Test Satellite), le premier satellite de télécommunications que nous ayons construit ». Toutefois, le premier « satcom » à avoir réellement fonctionné en orbite a été OTS-2, en 1978, car le premier OTS a été perdu lors de son lancement, un des boosters du lanceur ayant en effet explosé moins d'une minute après son décollage en octobre 1977. Pour la petite histoire, on rappellera que les Américains avaient accepté de lancer ces deux satellites à la condition que l'Europe ne les exploite pas commercialement.

Ces deux satellites étaient des systèmes de démonstration qui « préfiguraient la série des ECS qui seront à l'origine de la création de l'opérateur de satellite européen Eutelsat ». Au nombre de cinq, ils seront les premiers satellites de télécommunications européens opérationnels. Sur la base de la plateforme des ECS, « Airbus DS construira trois satellites Marecs opérés par Inmarsat ». On notera que les « développements industriels issus des activités de l'Agence spatiale européenne donneront naissance à des produits opérationnels » gérés par des sociétés commerciales formées pour l'occasion comme Eutelsat et Inmarsat mais aussi « Arianespace, pour les lanceurs, et Eumetsat, pour la météorologie spatiale ».

Le satellite DirecTV-15, installé sur le lanceur Ariane 5 ECA. © Esa, Cnes, Arianespace, service optique CSG

Les satellites ECS, une référence

Les satellites ECS sont les ancêtres de la plateforme Eurostar, devenue au fil des années une référence sur le marché des satellites de télécommunications avec « plus d'une cinquantaine de satellites construits ». La plateforme a beaucoup progressé depuis les OTS qui étaient relativement modernes pour leur époque. Ils étaient stabilisés sur trois axes et pilotés par des volets solaires, ce qui « permettait de stabiliser le satellite en jouant avec le vent solaire ».

Mais, ce qui a le plus progressé depuis quarante ans, c'est la capacité des satellites. D'abord parce qu'il y a eu des progrès dans de nombreux domaines comme la transmission, les servitudes « devenues de plus en plus performantes » ou encore les technologies liées à la propulsion et celles liées à l'énergie qui ont également fait des progrès considérables.

Cellules solaires et propulsion électrique

Le rendement des cellules solaires s'est accru. À l'époque, les « cellules au silicium permettaient un rendement de 12 ou 13 % alors qu'aujourd'hui il est possible d'obtenir 30 % avec des cellules en arséniure de gallium ». Autre exemple, la « propulsion électrique, de 5 à 10 fois plus efficace que la propulsion chimique ». Dans un premier temps, ce nouveau mode de propulsion a été utilisé pour le maintien à poste des satellites dans leur fenêtre d'opération. Aujourd'hui la propulsion électrique est également utilisée pour la mise à poste des satellites. « Nous avons vendu trois satellites géostationnaires tout électrique ». À chaque fois, ce sont plusieurs centaines de kilogrammes de gagnés.

On peut également citer en exemple les batteries. Là aussi, le « changement de technologie à permis de gagner considérablement en masse ». Le passage des batteries NiCd aux accumulateurs nickel-hydrogène (NiH2) puis, en 2004, à la batterie lithium-ion« utilisée pour la première fois sur un satellite en mars 2004 », a permis de gagner 200 kilogrammes sur la masse sèche du satellite et « près de 10 % de la masse du satellite au lancement ! ». Les satellites d'aujourd'hui sont évidemment plus lourds que ceux de la série des OTS et des ECS mais ils sont aussi plus efficaces et l'augmentation de leur capacité est considérable.

Ainsi, le passage au numérique dans les années 90, « a permis à plusieurs programmes d'utiliser le même transpondeur ». À l'époque des ECS, « une seule chaîne de télévision utilisait un transpondeur alors qu'aujourd'hui il est courant d'en mettre une dizaine ». Si les ECS en embarquaient douze, DirecTV-15 en compte 95 !

Résultat, « la croissance en capacité va au-delà de la croissance en taille ». Si la masse au lancement des ECS et leurs 12 canaux étaient de 1,1 tonne, elle est seulement de 6,3 tonnes pour le DirecTV-15. « On a pas gagné tant que ça en masse mais la machine est moins chère car on mutualise toutes les ressources ». Le coût d'un satellite de télécommunications est constant. Il varie aujourd'hui « entre 100 et 200 millions d'euros selon sa complexité ». Les premiers satellites de télécommunications n'étaient pas beaucoup moins chers mais 10 fois moins puissants.

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