La vision d'ArianeGroup pour l'activité spatiale en orbite à l'horizon 2030-2050. © ArianeGroup
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Quel écosystème européen pour le transport spatial à l'horizon 2030-2050 ?

ActualitéClassé sous :ESA , agence spatiale européenne , accès à l'espace

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L'espace est aujourd'hui un enjeu géostratégique et son utilisation va s'intensifier fortement ces prochaines années en raison d'une accélération des investissements. Les activées spatiales ne se cantonneront plus seulement en orbites basses et géostationnaires. Demain, de nouveaux usages nous amèneront jusqu'à la Lune et Mars. Pour accéder à toutes ces destinations et nouveaux marchés, l'ESA réfléchit déjà à ce futur écosystème et aux systèmes de transports spatiaux pour se rendre dans tous ces lieux. Les explications de Rüdeger Albat, chef de Programme Ariane 5, engagé dans la préparation du futur dans le domaine du transport spatial.

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À l'ESA, on réfléchit déjà à l'après-Ariane 6 et Vega-C et aux solutions de transport spatial qui pourraient être mises en œuvre au cours de la période 2030-2050 ! Un exercice de prospective inédit que l'Agence « ne fait pas seule », nous explique Rüdeger Albat, chef de Programme Ariane 5 pour James-Webb et Juice et engagé dans la préparation du futur dans le domaine du transport spatial.

Dans le cadre de sa nouvelle initiative sur les solutions européennes de transport spatial requises pour la décennie à venir (New European Space Transportation Solutions, NESTS) et afin de préparer ses propositions pour la prochaine conférence ministérielle, l'ESA a souhaité « l'avis sur ce sujet des industriels européens du secteur spatial, que ce soient nos partenaires historiques bien évidemment mais aussi toutes les startups et entreprises du New Space, notamment celles qui font des micro-lanceurs ».

NESTS n'est donc pas un programme qui a pour but de construire un futur lanceur mais plutôt de proposer des éléments pour une « feuille de route et un cadre pour la démonstration à court terme de ces solutions de transport spatial, en vue de la préparation de la prochaine réunion du Conseil au niveau ministériel, prévue en novembre 2022 ». Cet exercice de prospective ne se contente pas seulement « de réfléchir à l'architecture de ces futurs lanceurs », il doit aussi identifier et imaginer « l'écosystème spatial et les opérations spatiales attendues à l'horizon 2030-2050 » pour une grande variété de charges utiles comme « les télécommunications, l'observation, la navigation, la science, l'exploration, le cargo et le fret ainsi que les vols habités ».

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À cet horizon, les nouveaux usages de l'espace attendus nécessiteront de fortes cadences de lancement pour rejoindre les orbites basses qui pourront servir de hubs d'échange vers les orbites plus hautes, vers et autour de la lune, vers et autour de Mars et pourquoi pas encore plus loin à destination d'astéroïdes pour exploiter leurs ressources.

Les systèmes de transport spatiaux en service aujourd'hui ne pourront pas répondre à ces besoins futurs. C'est pourquoi il est « nécessaire de les redéfinir » notamment parce que deux types de trajets sont à l'étude, « soit en direct vers la destination, soit en livrant d'abord vers une orbite intermédiaire suivi d'un transfert vers la destination finale ». Le but de NESTS est donc de se « faire une idée assez précise des tendances à long terme et les évolutions potentielles dans tous les domaines d'application, et en tenant compte des besoins des futurs programmes en cours de préparation ». NESTS doit aussi évaluer les cadences de lancement vers toutes les destinations identifiées « afin d'estimer et optimiser un bouquet de solutions de transport spatial ». Pour cela, l'ESA a sélectionné trois consortiums pour répondre aux questions suivantes :

  • Quels besoins de transports spatiaux à l'horizon 2030 ?
  • Pour quels services  ?
  • Quelles sont les solutions de transport pour répondre à ces besoins futurs ?

Ces trois consortiums sont :

  • une team européenne autour de ArianeGroup, ThalesAlenia Space, Airbus, D-Orbit, Telespazio et l'École polytechnique fédérale de Lausanne ;
  • une team italienne autour d'Avio, associé à AlixPartners et à SDA Bocconi School of Management ;
  • une team allemande avec RFA (Rocket Factory Augsburg), OHB et l'Institut des systèmes spatiaux du DLR.
Les trois études de prospective spatiale des consortiums seront utiles à l'ESA pour ses propositions dans la préparation du futur – nous y reviendrons plus en détail. © Droits réservés

Comme réponse, l'ESA veut un scénario complet, à « imaginer comme une agence de voyages, où des véhicules serviraient plusieurs marchés et destinations à l'intérieur d'un écosystème qui démarrerait de l'orbite basse et s'étendrait jusqu'à Mars en passant par la Lune ». Mais, souligne Rüdeger Albat, « nous avons aussi conscience que les scénarios, aussi bien bâtis soient-ils, ne sont jamais précis, exacts et stables, de sorte qu'il s'agira d'hypothèses fortes mais sujettes à des évolutions plus ou moins prononcées ».

L'espace devient progressivement un huitième continent en quelque sorte

Il y a deux sortes d'incertitude dans cet exercice de prospective. Il est en effet « difficile de prévoir l'avenir du développement des marchés comme ceux liés aux vols habités, à l'Internet des objets et la connectivité ». Pour comprendre cette incertitude, il faut prendre conscience de l'essor de la donnée spatiale et « l'arrivée de nouveaux concurrents qui permettent l'éclosion de nouveaux services et débouchés commerciaux dont la nature et la portée sont difficiles à prévoir avec certitude ».

Des vols habités européens en débat

Le deuxième marqueur est plutôt sociétal. C'est-à-dire que « l'on doit s'interroger où souhaite aller l'Europe dans le domaine des vols habités ». Soit on reste à la traîne, « simple utilisateur de service existants hors de l'Europe », soit on décide de « jouer un rôle de premier plan et l'on s'engage dans le développement d'un programme de vols habités ». Pour l'instant, « il n'y a pas de positionnement politique tranché ». Un débat qui va dans ce sens pourrait être engagé le 19 novembre lors du conseil intermédiaire des ministres. « Il en coûterait moins de 10 milliards d'euros pour se doter d'un système de transport spatial habité », réalisable en moins de huit ans.

Dans le domaine des lanceurs, l'ESA prépare déjà ce futur avec des « programmes d'acquisition de briques technologiques, notamment dans la réutilisabilité, la propulsion liquide et électrique ainsi que dans le verdissement d'un certain nombre de technologies ». Sans surprise, les futurs lanceurs de l'Europe seront réutilisables et à propulsion liquide avec de l'hydrogène et du méthane. La propulsion solide, spécialité d'Avio, ne sera évidemment pas abandonnée et a toute sa place dans la future stratégie des lanceurs européens, notamment pour donner de la puissance momentanée pour l'exploration.

Pour préparer ce futur, l'ESA doit aussi s'interroger sur son rôle. « Reste-t-elle un bureau d'études qui finance des projets en récupérant des fonds d'États ou devient-elle un "dérisqueur" en développant et acquérant des technologies qu'aucune entreprise ne pourrait financer, ou un client partenaire pour la démonstration de nouveaux services ? ». L'Europe pourrait aussi profiter de NESTS pour renouer avec « un peu d'audace avec le développement de lanceurs ultra-verts réutilisables de façon à prendre de l'avance sur les États-Unis et la Chine par exemple ».

Et si tout simplement le pari caché de NESTS n'était pas de révolutionner à nouveau le transport spatial comme l'a si bien fait l'Europe avec le lanceur Ariane 5, référence sur les marchés commerciaux des satellites lancés en orbite de transfert géostationnaire.

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