L'Heuristique: Journal des étudiants de l'ÉTS

Le remorqueur spatial

Mars 2020 » Technologie » Par Dmitri Moskalik, étudiant de génie mécanique, responsable du montage, L’Heuristique

Dans le système mondial de télécommunication, les satellites sont essentiels. Un satellite de télécommunication est un outil efficace pour transmettre des données entre deux points isolés sur le globe. En moyenne, la production d’un satellite destiné pour une orbite géostationnaire revient à 300 millions de dollars et le coût du lancement en orbite peut ajouter jusqu’à 100 millions à la facture. La durée de vie typique d’un tel satellite se rapproche de 15 ans. Il devient pratiquement impossible de les concevoir pour les faire durer plus longtemps que cela. Dans plusieurs des cas, les panneaux solaires cessent de fonctionner ou le satellite épuise son carburant et ne peut plus conserver son orbite. Lorsqu’un satellite s’approche de sa fin de vie, les dernières ressources sont utilisées pour qu’il se place sur une orbite-rebut (ou orbite-poubelle) afin d’éviter une collision avec un satellite en service.

Il est évident que ceci n’est pas la meilleure approche. D’un côté, les satellites désuets ne font que s’accumuler autour de la terre. De l’autre côté, les sociétés de télécommunication doivent continuellement débourser des centaines de millions pour préserver leurs services. En 2011, la société spatiale ViviSat a introduit le concept du Mission Extension Vehicle (MEV) : un remorqueur spatial conçu pour prolonger la vie des satellites géostationnaires.

Le concept propose un vaisseau spatial robotisé capable de s’amarrer de manière autonome à un satellite de télécommunication. Pour simplifier les opérations, il a été convenu que le véhicule utilisera son propre propulseur pour manœuvrer le satellite désuet au lieu de le ravitailler en carburant comme proposent certains compétiteurs. Cette approche est moins complexe et permettra au MEV de s’amarrer à plus de 80% des satellites déjà présents en orbite géostationnaire. De plus, plusieurs satellites plus vieux déjà en orbite ne sont pas équipés pour être ravitaillé comparativement aux satellites plus récents. Une version plus avancée de ce vaisseau sera également munie d’un bras robotisé afin de réparer les bris ou d’ajouter des instruments additionnels sur les satellites.

En seulement 1 an après le début du projet, ViviSat a annoncé être prête à construire le premier prototype, le MEV-1. Cependant, ils n’avaient pas encore trouvé un client. Entre 2013 et 2016, les deux sociétés mères de ViviSat se sont disputées et la compagnie a été dissolue. La raison officielle de cette dissolution est un manque de financement, mais le procès entre les deux sociétés mères qui a suivi raconte une autre histoire. Néanmoins, le programme MEV a été repris par l’entreprise Orbital ATK avant d’être racheté par Northrop Grumman en 2018. Entretemps, un client a été trouvé.

La première mission pour MEV-1 est le satellite de télécommunication I-901 de la compagnie Intelsat. Lancé en 2001, ce satellite a déjà dépassé sa durée de vie en orbite depuis plus d’un an. L’objectif pour MEV-1 est de s’amarrer à I-901, de le remorquer à partir de l’orbite-rebut sur une orbite géostationnaire et d’y rester attaché pour maintenir son orientation pendant une période de 5 ans. À la fin de la mission, MEV-1 relâchera I-901 sur l’orbite-rebut et sera en mesure de s’amarrer à un autre satellite si Intelsat ne renouvelle pas le contrat. MEV-1 a été conçu pour opérer pendant plus de 15 ans et ne possède aucune limite concernant la quantité d’amarrages qu’il peut effectuer pendant ce temps. Ce service coûtera un total de 65 millions de dollars à Intelsat.

Le lancement de MEV-1 s’est déroulé sans échec le 9 octobre 2019. Le véhicule a pris environ 3 mois et demi pour rejoindre I-901. Le 5 février 2020, le satellite canadien NEOSSat (Near Earth Object Surveillance Satellite) a été chargé d’observer l’approche de MEV-1. Des données recueillies par des astronomes amateurs ont indiqué que MEV-1 s’est rapproché graduellement et a maintenu une séparation d’environ 5 km pendant près d’une semaine. Comme il s’agit d’un nouveau procédé dans l’industrie spatiale, il est évident que Northrop Grumman prend toutes les précautions nécessaires afin d’assurer un succès. La manœuvre d’amarrage de MEV-1 a été réalisée le 25 février 2020. Il a été convenu qu’après l’amarrage le duo spatial procédera à une série de tests pendant quelques mois avant de se diriger sur une orbite géostationnaire.

Northrop Grumman n’est pas la seule compagnie à se lancer dans ce domaine. Le vaisseau spatial canadien Space Infrastructure Servicing (SIS) construit par MDA a prévu de desservir un satellite de télécommunication du Luxembourg en 2021. Contrairement au MEV-1, le SIS est un vaisseau de ravitaillement, comme un camion-citerne spatial. Ce nouveau marché d’entretien de satellites permettra également de sauver ceux qui ont eu des échecs ou des bris lors de leur lancement.

 
L’approche de MEV-1 captée par le satellite d’observation canadien
Image de NEOSSat - ASC/Forces Canadiennes
 
Le rendez-vous de MEV-1 et Intelsat 901
Image de Northrop Grumman
 
Intelsat 901 tel que photographié par MEV-1 lors de l’amarrage, la Terre en arrière plan
Image de Northrop Grumman