Un premier vol spatial commence dans un bureau d’études

Mi-septembre, j’ai passé la semaine à Paris pour la World Satellite Business Week, l’un des grands rassemblements annuels de l’industrie des satellites. Dans presque chaque rencontre, la même question est revenue, en anglais : « What’s your flight heritage? » Autrement dit, votre technologie a-t-elle déjà fonctionné dans l’espace ?

Nous répondons pour l’instant « l’année prochaine ». Pour certains interlocuteurs, cela suffit à poursuivre la conversation. D’autres nous ont dit, assez simplement, de les rappeler après notre premier vol.

Je comprends leur position. Un opérateur qui choisit un équipement pour son satellite s’engage pour des années d’exploitation, et une fois le satellite en orbite, personne ne peut aller réparer un propulseur défaillant. Les bons résultats obtenus au sol ne suffisent donc pas à ouvrir la discussion commerciale. Tant qu’une technologie n’a pas volé, elle reste une hypothèse.

La revue du 15 septembre est la première étape formelle vers ce vol. Notre propulseur doit être testé en orbite en 2027, en collaboration avec SpaceLocker, un opérateur français qui gère plusieurs missions à bord de véhicules spatiaux existants. Pour une jeune entreprise, ce modèle change beaucoup de choses : il permet de faire voler un équipement sans avoir à concevoir et financer tout un satellite autour.

La revue de définition préliminaire, ou PDR dans le jargon, est la première grande revue d’un programme spatial. On y expose sa conception à des spécialistes chargés d’y chercher les failles, et l’on vérifie qu’elle répond aux exigences de la mission avant d’engager la conception détaillée. Autour de la table, les équipes des deux entreprises ont examiné le concept et les objectifs de la mission, les opérations prévues en orbite, le pré-dimensionnement mécanique de notre charge utile, ses interfaces électriques, le plan d’essais et le calendrier du programme. La revue s’est conclue positivement et la conception détaillée est engagée.

Derrière cette liste, il y a un objet qui a beaucoup changé. Notre propulseur de vol est né d’une source d’ions de laboratoire, du type de celles qu’on utilise en recherche fondamentale. Antoine Rescourio, qui dirige notre programme propulsion, le dit sans détour : il a fallu en reprendre l’essentiel pour la rendre compatible avec le vol.

Deux évolutions ont structuré ce travail. Le système d’extraction, qui fait sortir les ions de la source, a d’abord été remplacé pour assurer une poussée importante. La seconde illustre bien l’écart entre un laboratoire et l’orbite. Au sol, une partie de la source est refroidie par convection naturelle : l’air ambiant emporte la chaleur sans que personne ait à s’en occuper. En orbite, il n’y a pas d’air, et chaque watt injecté en excès doit être évacué par rayonnement thermique, ce qui est nettement moins commode. Nous avons donc repensé l’antenne, par laquelle l’énergie est injectée dans la source, pour la rendre sensiblement plus efficace. Une antenne qui gaspille moins d’énergie produit moins de chaleur à évacuer. C’était une condition pour la plateforme de vol.

Un autre chantier ne figure sur aucun plan. Une partie des équipements que demande ce type de propulsion reste rare dans le monde car peu de propulseur comme les HPCR ont besoin d’une haute tension significative. Le système de gestion du débit massique de xénon est aussi en dessous des systèmes de régulation du marché, ce qui nous a poussé à trouver des alternatives et nous avons dû construire notre chaîne d’approvisionnement en même temps que le propulseur. Les débats sur l’autonomie spatiale européenne portent le plus souvent sur les lanceurs.

Ce qui volera en 2027 est une version à échelle réduite de l’architecture de propulsion sur laquelle nous construisons nos futurs véhicules de transfert orbital. À terme, ces véhicules doivent pouvoir amener des satellites sur leur orbite définitive, corriger une mauvaise injection après un lancement, inspecter un satellite en panne pour établir un diagnostic ou prolonger la vie d’un satellite en service. Il leur faut pour cela une propulsion économe en « carburant », parce que la quantité qu’un engin peut emporter limite aujourd’hui ce qu’il est possible de faire en orbite. Le démonstrateur servira à valider dans l’espace les performances de notre technologie de propulsion HPCR®.

Une revue positive ouvre la phase suivante : la conception détaillée, qui se conclura par une nouvelle revue, la CDR, avant l’intégration et les essais. Le propulseur sera secoué sur un pot vibrant pour simuler le lancement, puis placé dans une enceinte sous vide où l’on fait varier la température pour reproduire les conditions orbitales. Chacune de ces étapes peut renvoyer l’équipe à ses plans.

Je raconte ces détails parce qu’ils apparaissent rarement dans ce qu’on lit sur le spatial. On y voit surtout des lancements, et parfois des images de synthèse de véhicules qui n’existent pas encore Le calcul thermique d’une antenne ou la recherche d’un fournisseur intéressent peu de monde, ce qui se comprend. Ils occupent pourtant l’essentiel des journées d’une équipe comme la nôtre, à Bruz comme à Toulouse.

D’ici au vol, nous continuerons de répondre « l’année prochaine » à la question du flight heritage, en gardant de côté les cartes de visite de ceux qui nous ont demandé de les rappeler.