Comment sauver un satellite perdu dans une spirale de la mort ?

C'est un cas très rare. Après six semaines de tentative, la start-upstart-up américaine Starfish Space a réussi à reprendre le contrôle de son petit satellite nommé Otter Pup, et à freiner la rotation infernale dans laquelle il se trouvait.

Un déploiement qui échoue

Tout a commencé le 12 juin dernier. Une fuséefusée Falcon 9 de SpaceXSpaceX décolle avec plusieurs dizaines de petits satellites à bord à destination de l'orbite héliosynchronehéliosynchrone. Il s'agit d'un vol de type « bus spatial », où une fusée livre des satellites provenant de nombreux clients. Ce genre de vol est très tendance au vu de la demande toujours croissante d'opérateurs souhaitant déployer leur constellation ; les équipes de SpaceX commencent à être rodées pour ce genre de service.

Otter Pup n'est pas directement déployé par SpaceX. À ce moment-là, il se trouve à bord d'un autre véhicule spatial, nommé Orbiter, de la compagnie américaine LauncherLauncher. Pourquoi ? C'est une autre tendance dont il s'agit : les déployeurs spatiaux. Les livraisons des bus spatiaux de SpaceX ne peuvent satisfaire tout le monde. Ainsi, il existe une multitude de compagnies privées qui proposent de transporter leurs satellites clients dans leurs déployeurs spatiaux pour achever le voyage, et de les livrer sur l'orbite souhaitée.

Vidéo montrant l'intégration du petit satellite Otter Pup et des autres satellites passagers dans le déployeur spatial Orbiter. © Launcher

Ce service existe depuis seulement quelques années, et malheureusement, toutes les compagnies ne sont pas encore bien entraînées à déployer un satellite depuis leur propre véhicule. Déjà, la première mission d'Orbiter, en janvier dernier, avait échoué. Ici, la seconde mission se complique dès la séparationséparation du véhicule et de l'étage supérieur de Falcon 9 où Orbiter se met à tourner sur lui-même de façon incontrôlable. Cette rotation empêche le véhicule de se positionner correctement face au Soleil pour recharger ses batteries. Otter Pup et les autres nanosatellitesnanosatellites passagers sont déployés en urgence avant qu'Orbiter ne soit perdu.

You Spin Me Round (but stay alive !)

Otter Pup est un petit satellite de plusieurs dizaines de kilos censé tester et qualifier au vol plusieurs technologies de déplacement et de guidage satellite. C'est donc un démonstrateurdémonstrateur, et généralement la survie financière d'une start-up dépend de cette première mission. Pas question de le laisser mourir. Mais juste après son déploiement en catastrophe, le satellite faisait déjà presque un tour sur lui-même par seconde !

En premier lieu, les équipes de Starfish Space ont tenté de lancer des commandes simples au satellite afin de voir s'il était capable de les recevoir et de leur répondre étant donné que ses antennes pointaient vers la Terre une fois par seconde. Test réussi.

Les équipes ont rapidement abandonné l'idée de freinage naturel par dragage atmosphérique. En orbite basse, à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de la limite de l'atmosphèreatmosphère, il subsiste encore quelques particules d'air. En ricochant contre le satellite, elles peuvent le ralentir. C'est par exemple l'effet qu'il se passe avec l'ISSISS, l'obligeant à donner un coup de propulseurpropulseur plusieurs fois par an pour remonter son altitude. Mais pour Otter Pup, les effets sont négligeables à court terme, et parviennent à réduire la vitesse de rotationvitesse de rotation de moitié. Elle demeure toutefois beaucoup trop forte.

La mission d'Otter Pup consistait notamment à démontrer son système de docking (rendez-vous) orbital. Sa cible de test devait être son déployeur spatial Orbiter, mais ce dernier n'est plus utilisable. © Starfish Space

Utiliser le champ magnétique terrestre

Un satellite est souvent équipé de barreaux magnétiques. Otter Pup en compte trois. Ce sont des petites barres qui, mises sous tension, génèrent un champ magnétiquechamp magnétique. Celui du satellite se raccorde avec les lignes du champ magnétique terrestrechamp magnétique terrestre, le forçant à se mettre dans une certaine position avec le plus souvent un côté face à la surface. C'est généralement de ce côté que peuvent se trouver les antennes ou charges utiles dédiées à l'étude ou l'imagerie de la Terre.

Les équipes ont alors conçu un algorithme pour aligner les trois barreaux afin de générer un champ contraire au champ magnétique terrestre. Pour cela, il fallait vérifier le taux de rotation et l'alignement du satellite dix fois par seconde. Cela a peu à peu freiné le spinspin infernal du satellite qui est « mort » deux fois au cours du processus, ses batteries vidées entraînant une extinctionextinction de l'ordinateurordinateur de bord. Mais Otter Pup a pu être récupéré grâce à des manœuvres d'urgence.

Enfin, quatre jours après avoir lancé l'algorithme, Starfish Space déclare que Otter Pup est stable. Une partie de sa mission pourra être réalisée mais il faut encore estimer combien cette spirale de la mort a coûté à l'espérance de vieespérance de vie du satellite.