Vue d'artiste du satellite SES-12. © Airbus Defence and Space, SAS 2014

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Des contrats de vente de satellites électriques pour Airbus Espace

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La configuration d'Ariane 6 va dépendre de l'avenir du marché des satellites et de la concurrence. L'annonce du contrat de la construction de SES-12 par Airbus Espace renforce les incertitudes autour des satellites électriques.

Airbus Espace a récemment remporté les contrats de construction des satellites tout électrique Eutelsat 172B et SES-12 qui seront lancés en 2017. Eutelsat 172B sera le premier satellite européen à rejoindre son orbite grâce à la propulsion électrique. Quant à SES-12, il sera le plus puissant et le plus flexible de la flotte SES.

Si l'entreprise européenne a été choisie par deux des plus importants opérateurs au monde, c'est qu'elle est tout simplement le leader européen, voire mondial, sur ce créneau du tout électrique. Lockheed Martin et Boeing qui ont chacun vendu deux satellites électriques sont, en effet, en retrait sur ce marché. Ce dernier, qui semblait pourtant avoir pris de l'avance après la vente de deux petits modèles tout électriques (propulsion et maintien à poste) spécialement dimensionnés pour être lancés par un Falcon 9 de SpaceX, misait beaucoup sur ce contrat. Or depuis leur vente à l'opérateur mexicain Satmex et l'Asiatique ABS, la firme de Seattle n'a plus décroché de contrats même si une troisième commande devrait être annoncée.

Propulseurs à grille versus propulseurs à effet Hall

SES-12 comme Eutelsat 172B seront construits autour de la plateforme Eurostar E3000 d'Airbus Espace, dans sa toute dernière évolution EOR (Electric Orbit Raising). Celle-ci utilise exclusivement la propulsion électrique pour le transfert du satellite vers l'orbite géostationnaire ainsi que pour toutes ses manœuvres orbitales.

Pour les motoriser, Airbus Espace a fait le choix de la propulsion plasmique, seule technologie capable de pousser efficacement un satellite de la taille et la masse de SES-12. Désignée à effet Hall, elle consiste à créer un champ magnétique pour piéger les électrons et permettre ainsi la formation d'une région à fort champ électrique. La poussée est ensuite assurée en extrayant et accélérant les ions positifs issus du plasma à haute densité. Airbus est la première société au monde à pouvoir le faire. 

D’une masse au lancement de 3,5 tonnes et d’une puissance de 13 kW, Eutelsat 172B sera lancé par Ariane 5 en position basse (un satellite sera au-dessus de lui). Il mettra quatre mois pour rejoindre sa position géostationnaire. © Airbus Espace

Ce choix diffère de celui de Boeing qui utilise des propulseurs à grille, également appelés moteurs ioniques (qui éjectent des électrons). S'il s'avère efficace pour le maintien à poste, ce type de propulsion induit une poussée trop juste pour la mise à poste de satellites de taille équivalente à SES-12. Elle convient seulement aux plus petits.

Le secteur des satellites électriques dans l’expectative

Les satellites électriques sont présentés comme une solution d'avenir, car à charge utile identique ils sont moins lourds que ceux à propulsion chimique. En effet, ils emportent beaucoup moins de carburant ce qui réduit d'autant leur masse. En d'autres termes, un satellite de télécommunications de 5 ou 6 tonnes passe à 3 ou 4 tonnes avec cette technologie ! Toutefois, ce n'est pas aussi simple que cela en a l'air...

Ce qu'il faut comprendre, c'est que le gain en masse offre deux choix aux opérateurs : soit ils l'utilisent pour baisser le coût du lancement (un lanceur moins puissant), soit ils en profitent pour augmenter la charge utile.

Aussi jusqu'à l'annonce de l'arrivée sur le marché de SES-12, on a pensé qu'ils préféreraient affecter ce gain de masse à la baisse du coût de lancement et, par conséquent, orienter le marché des satellites électriques vers une gamme unique de modèles de 3 à 4 tonnes. Un segment de marché qui dessert fortement Arianespace et sa stratégie du double lancement lequel favorise le lanceur Falcon 9 aux offres de prix anormalement basses.

C'était sans compter sur les 5,3 tonnes de SES-12 qui jette un véritable pavé dans la mare. SES prend tout le monde à contrepied et s'offre, en effet, un des satellites les plus puissants au monde avec une énergie de 19 kW. Si un engin à propulsion chimique devait embarquer la même charge utile, il aurait été si grand et lourd qu'aucune fusée en service aujourd'hui ne serait en mesure de le lancer !

Pour en revenir à SES-12 et ses 5,3 tonnes, seuls Proton et Arianespace sont capables de lancer des charges aussi élevées en orbite de transfert géostationnaire. La version actuelle du Falcon 9 plafonne à 4,8 tonnes. Rien n'est perdu cependant, pour la jeune société états-unienne qui promet, ces prochaines années, un lanceur (Falcon Heavy) de 20 tonnes de performances en orbite de transfert géostationnaire.

Enfin, précisons que les satellites électriques n'ont pas que des avantages. Plus chers à construire que ceux à propulsion chimique, ils ont comme principal inconvénient un délai de plusieurs mois pour rejoindre l'orbite géostationnaire. Par exemple, selon le lanceur qui sera utilisé (Ariane 5 ou Proton), SES-12 mettra entre trois et six mois pour gagner l'orbite géostationnaire.

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