8 Février 2018

Satellites électriques

Lancé en 2015, le programme Satellites Électriques lie le CNES avec les industriels français pour développer des propulseurs plasmiques à effet Hall de nouvelle génération. Un axe technologique, économique et mature : ces moteurs sont prêts pour révolutionner la mise en orbite des satellites !

Depuis la fin des années 1990, un nouveau type de propulsion fait son apparition en orbite : plutôt que d’embarquer des réservoirs d’ergols chimiques lourds et dangereux, les moteurs plasmiques embarquent une petite quantité de gaz inerte (généralement du xénon) expulsé par effet Hall grâce à l’énergie électrique issue des panneaux solaires du satellite. Plus efficaces, les moteurs plasmiques à effet Hall ont le potentiel d’économiser plusieurs tonnes sur un satellite de communication (ou d’augmenter significativement sa charge utile) tout en supprimant les contraintes opérationnelles liées aux ergols chimiques (manipulation, corrosion). En contrepartie, ils génèrent moins de poussée.

Dès 1994, le CNES s’implique dans le développement des satellites électriques à travers les projets français STENTOR puis le projet européen Alphabus/Alphasat. Fort de cette expérience, le CNES accompagne Safran dès le début des années 2000 pour le développement d’une gamme de propulseurs (PPS 1350 puis PPS 5000). Les moteurs à effet Hall sont initialement utilisés pour le maintien à poste des satellites, mais grâce à la recherche et au développement de propulseurs plus puissants et de plateformes adaptées, il est possible de concevoir des satellites « tout électriques » qui utilisent cette technologie pour le transfert vers l’orbite géostationnaire puis le maintien en position durant plus d’une décennie d’opérations.

À travers deux volets du Programme Investissements d’Avenir (PIA) mais aussi le programme européen NEOSAT, le CNES est pilote pour la mise en place de ces nouvelles applications et le transfert de technologie entre la recherche et les industriels : la France dispose d’un leadership à travers les groupes Safran (propulsion), Airbus DS et Thales Alenia Space pour l’adaptation des plateformes satellites existantes (Eurostar 3000EOR) et création des nouvelles générations Space-busNEO et EurostarNEO.

La première démonstration d’un satellite « tout électrique » directement issu de ces programmes est en place avec le satellite Eutelsat 172B, qui a décollé de Kourou le 1er juin 2017. Équipé de nouveaux propulseurs plasmiques à effet Hall de forte puissance sur une plateforme Eurostar E3000 (Airbus-DS), il ne pesait à son lancement que 3,5 tonnes, soit un gain de masse de plus de 30% sur les satellites de charge utile équivalente, autorisant ainsi son emport sur Ariane 5 en position « basse », avec à la clé d’importantes économies au lancement. La mise à poste d’Eutelsat 172B s’est faite en un temps record (4 mois contre 6 à 7 mois pour les satellites concurrents américains). Il est opérationnel depuis mi-novembre 2017.