Les covoiturages de fusée pourraient faire d'aller dans l'espace comme prendre un bus

Lancement de SpaceX Falcon 9. EspaceX

Pensez à la façon dont vous prenez normalement un bus pour sortir de la ville. L'horaire vous indique quand le prochain part. Vous achetez un billet qui vous permet d'embarquer. Le bus part une fois qu'il est temps de partir, qu'il soit complet ou presque vide. Il se dirige ensuite vers un itinéraire, déposant des passagers en cours de route.

Bienvenue dans le futur des lancements spatiaux. Le modèle de covoiturage des voyages en orbite, dans lequel les entreprises achètent une place sur des fusées qui se lancent selon un horaire régulier, va bouleverser l'industrie. Déjà, SpaceX a programmé une mission de covoiturage en orbite en mars prochain et prévoit d'exécuter ce type de missions une fois par mois. Arianespace, la société multinationale de vols spatiaux, prévoit d'organiser une mission de covoiturage en orbite terrestre basse en mai et de se diriger vers l'orbite géostationnaire (GEO) en 2022. Des entreprises comme Rocket Lab et vols spatiaux prévoient également des programmes de covoiturage. Ils sont la clé pour faire avancer l'industrie des satellites, déclare Asal Naseri, responsable des technologies des petits satellites au Space Dynamics Laboratory de Logan, dans l'Utah.

Les lancements de covoiturage ne sont pas un concept complètement nouveau. La NASA lance sa version depuis près de 30 ans maintenant, à commencer par la navette spatiale. Mais un vol en covoiturage signifiait généralement simplement l'ajout de charges utiles mineures à des missions plus importantes dont les coûts de lancement étaient déjà payés. Jusqu'à assez récemment, ces charges utiles superposées étaient également rares.

Mais alors que l'industrie spatiale s'est efforcée de maximiser le rapport qualité-prix, les charges utiles secondaires sont devenues la norme. Pendant ce temps, la prolifération des petites entreprises de satellites a encouragé les fournisseurs de lancement à commencer à envisager l'économie de l'envoi de plusieurs petites charges utiles sur une seule mission, plusieurs clients couvrant le coût de lancement entre eux.

Pour les entreprises satellites, ce modèle offre des avantages par rapport à l'auto-stop comme charge utile secondaire. Les fournisseurs de satellites aiment faire du covoiturage parce qu'ils bénéficient d'un meilleur service, explique Charles Swenson, ingénieur des vols spatiaux à l'Utah State University. Ils peuvent faire déployer leurs satellites à des arrêts orbitaux spécifiques le long de la route de la mission, ils sont plus impliqués dans l'élaboration des stratégies de mission et ils ont plus de facilité à répondre à toutes les demandes spéciales.

Les lancements de covoiturage, à leur tour, affectent la façon dont les fabricants abordent la conception des satellites. Au lieu de lancer une poignée de satellites puissants et coûteux pour une seule application, les entreprises conçoivent désormais de grandes constellations composées de centaines, voire de milliers de satellites plus petits pour faire le même travail. De plus, les fabricants réfléchissent maintenant à la façon de construire un satellite qui s'intègre parfaitement et en toute sécurité dans les charges utiles de covoiturage avec de nombreux autres objets. Swenson le compare à la façon dont les conteneurs en acier ont révolutionné l'industrie du transport maritime en forçant les clients à élaborer des stratégies sur la façon de remplir une grande boîte rectangulaire avec toutes leurs marchandises. Les gens ont commencé à fabriquer des produits empilables, peu encombrants et sûrs à expédier dans ces conteneurs standard.

Là où le covoiturage peut avoir le plus grand impact, c'est en rendant beaucoup plus facile et moins cher l'envoi de satellites sur des orbites plus hautes et plus allongées. Les lancements traditionnels ne déploient pas de charges utiles directement dans des régions comme GEO (22 236 miles ou 35 786 kilomètres d'altitude). Comme un bus qui s'arrête à des kilomètres de votre destination, ces lancements déposent généralement des satellites sur des orbites inférieures ; ils doivent faire leur propre chemin en utilisant des systèmes de propulsion embarqués qui sont soit coûteux et encombrants, soit si faibles qu'ils n'amènent le satellite sur son orbite cible que des mois plus tard.

Mais un lancement en covoiturage qui se dirige directement vers GEO, comme le fait Arianespace Mission GO-1 devrait le faire en 2022, élimine le besoin de systèmes de propulsion lourds et coûteux. Nous nous attendons à pouvoir proposer quelque chose comme la mission GO-1 au moins une fois par an, déclare Wiener Kernisan, président de la filiale américaine d'Arianespace. Il dit avoir déjà entendu parler de quelques clients désireux de construire des satellites GEO qui ne pèsent que 600 à 1 100 livres (270 à 500 kilogrammes), ce qui est généralement du jamais vu pour des satellites placés sur une orbite aussi haute. Il prévoit que certains fabricants pourraient même descendre jusqu'à 330 livres.

Les entreprises de télécommunications qui s'appuient sur des systèmes basés sur GEO seront désireuses de profiter de ces économies, mais le covoiturage pourrait également être utile dans d'autres applications. Des satellites d'observation de la Terre comme ceux de la NASA Constellation géostationnaire de la qualité de l'air , dont le lancement est prévu au cours des prochaines années, pourrait être allégée et allégée. La plupart des expériences scientifiques n'ont pas pu atteindre GEO en raison des coûts élevés, mais cela pourrait maintenant changer. Swenson, par exemple, est impliqué dans une mission expérimentale de la NASA appelée Excited qui veut lancer plusieurs satellites dans une inclinaison orbitale élevée pour étudier les interactions plasma dans l'ionosphère et la thermosphère. Les satellites doivent être orientés en forme de L, et Swenson pense qu'un lancement en covoiturage pourrait facilement faire les arrêts pour déposer ces satellites dans cette formation.

Il y a, bien sûr, des défis à relever pour que les lancements de covoiturage fonctionnent. La préparation, le stockage et la gestion d'une demi-douzaine de satellites ou plus pour un seul lancement nécessitent une quantité de travail intense. Tout comme certaines personnes ratent leur bus, certains clients du satellite peuvent rater leur lancement. Il pourrait être assez facile, dit Swenson, de perdre de vue quel satellite est le vôtre lorsqu'il y a plusieurs déploiements à un moment donné.

Pourtant, pour que les entreprises continuent d'aller de l'avant, nous devons trouver de nouvelles solutions, déclare Kernisan. Les fournisseurs de services de lancement comme Arianespace et SpaceX réfléchissent déjà à la question de savoir si les boosters de l'étage supérieur peuvent être conçus pour s'allumer et s'éteindre afin de prendre en charge des itinéraires de mission de covoiturage plus complexes et de déposer des charges utiles sur des orbites plus extrêmes.

Et tandis que les covoiturages adoptent une approche unique, certains services chercheront sans aucun doute à personnaliser les missions pour les clients qui paieront pour cela. Naseri, en particulier, veut voir si les fournisseurs de lancement peuvent assurer la libération en toute sécurité d'un éventail plus diversifié de charges utiles. Nous constatons déjà une demande de nouvelles innovations de la part des clients, dit-elle. Le marché du covoiturage est déjà là, et il est là pour rester.

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