Aujourd’hui, les opérateurs de satellites ont très peu d’options lorsque leur matériel spatial est à court de carburant, que les panneaux solaires sont endommagés ou que des codes d’erreur les empêchent de fonctionner.
Certains problèmes logiciels peuvent être corrigés depuis le sol et les ingénieurs peuvent trouver des solutions à certains problèmes matériels, mais en général, lorsqu’un satellite a besoin d’être entretenu, il n’y a pas de service de réparation spatiale à appeler.
Par conséquent, de nombreux vieux satellites finissent par être parqués sur des orbites dites « cimetières » ou, dans le pire des cas, ils dérivent et tournent de manière incontrôlée, ce qui représente un risque pour les autres équipements spatiaux et augmente la quantité de débris spatiaux.
Le nombre d’engins spatiaux augmentant rapidement, les ingénieurs européens travaillent actuellement sur la mécanique robotique afin de maintenir les vieux satellites en vol plus longtemps ou de pousser les satellites hors d’usage hors des trajectoires orbitales importantes.
« C’est comme une dépanneuse sur une route », explique Stéphanie Behar-Lafenêtre, chef de projet chez Thales Alenia Space pour la mission EROSS (European Robotic Orbital Support Services) financée par l’Union européenne.
L’objectif est de lancer un petit satellite de fabrication européenne doté d’un bras robotique dans le cadre d’une mission de validation en 2028.
Quels seront les objectifs d’EROSS ?
Au cours de la mission, EROSS se rendra à son satellite cible, effectuera une inspection en vol, puis démontrera sa capacité à capturer et à ravitailler l’engin spatial. Thales Alenia Space travaille également sur des connecteurs universels de type USB qui permettraient au robot d’assembler plus facilement des composants dans l’espace.
Au début des années 2030, l’idée est de déployer des dépanneuses spatiales de type EROSS pour les clients payants.
« L’idée est de demander un service de remorquage vers un autre endroit, de réparation ou de ravitaillement en carburant. L’idée est de fournir des services aux composants spatiaux qui ne sont généralement pas prévus pour cela », a-t-elle déclaré à Euronews Next.
Ce dernier point est d’une importance cruciale. La plupart des satellites actuellement en orbite autour de la Terre n’ont jamais été conçus pour être entretenus. Ils ont été construits dans l’idée qu’une fois lancés, ils fonctionneraient de manière autonome jusqu’à ce qu’ils tombent en panne de carburant ou qu’ils subissent une défaillance critique.
Mais aujourd’hui, avec près de 15 000 satellites opérationnels en orbite et plusieurs milliers de machines défuntes toujours dans l’espace, il est clair que la maintenance en orbite est mûre pour le développement, y compris les systèmes d’ingénierie capables d’attraper et de réparer les engins spatiaux « non coopératifs ».
Jean-Luc Maria, PDG et cofondateur d’ExoTrail, considère ce développement comme une évolution naturelle entre l’époque où les satellites étaient des outils d’exploration et de découverte et aujourd’hui, où les satellites sont des infrastructures essentielles à la vie sur Terre.
« Lorsque vous atteignez une masse critique de cette infrastructure, vous commencez à avoir de nouveaux besoins en faveur de la gestion de cette infrastructure », a déclaré l’ingénieur français à Euronews Next. C’est simple : tout comme les autoroutes et les tours de télécommunications, les satellites ont besoin d’équipes de réparation.
Comment s’emparer d’un satellite qui ne coopère pas ?
Les défis techniques liés à l’entretien de la plupart des satellites en orbite sont immenses. Pour commencer, « nous devons essayer d’identifier et d’attraper quelque chose qui n’a absolument rien à être attrapé », a déclaré Mme Behar-Lafenêtre. Pour la mission EROSS, le robot spatial visera l’anneau métallique qui reliait à l’origine le satellite à sa fusée de lancement.
Bien qu’il ne soit ni universel ni standardisé, cet anneau est présent sur environ trois quarts des engins spatiaux et est toujours conçu pour être solide.
« Une fois que vous l’avez saisi, vous pouvez le remorquer », explique Mme Behar-Lafenêtre.
« Vous pouvez donc prendre le contrôle de son attitude et de son orbite, mais vous pouvez aussi le déplacer d’un endroit à l’autre de l’orbite. Vous pouvez prendre en charge toutes les fonctions que le vaisseau spatial n’est pas en mesure d’accomplir par lui-même », a-t-elle ajouté.
EROSS – Thales Alenia Space
Certaines constellations ont prévu de futurs services, comme les satellites Web Eutelsat One, qui ont été lancés avec une plaque magnétique sur le côté.
« C’est un très bon exemple », a déclaré Maria. « Nous savons que nous pourrions éventuellement concevoir une contre-plaque à fixer sur le satellite OneWeb qui aurait besoin, à un moment ou à un autre, d’être entretenu.
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ExoTrail est déjà sur la voie d’offrir des services tiers aux sociétés de satellites grâce à un dispositif appelé « spacevan ».
Ce dispositif, qui a volé pour la première fois avec SpaceX en 2023, transporte de petits satellites loin de la fusée et livre chacun d’entre eux sur une orbite très spécifique, tout comme un livreur qui dépose des colis à domicile ou dans des entreprises.
C’est ce que Maria appelle ses « premiers services », une sorte de covoiturage dans l’espace pour la livraison du dernier kilomètre. Aujourd’hui, ils se préparent à quelque chose de plus ambitieux : des capacités complètes de rendez-vous et d’amarrage qui permettront l’inspection, la prolongation de la durée de vie, le ravitaillement en carburant et, à terme, les réparations orbitales.
Un autre segment clé du marché visé par Exotrail est celui de la désorbitation, qui consiste à pousser délibérément le satellite d’un client vers une partie vide de l’océan. Le mois dernier, Exotrail a annoncé un partenariat avec la société spatiale japonaise Astroscale afin de faire la démonstration de ce type d’élimination précise de satellites d’ici à 2030.
Quel est le paysage juridique et existe-t-il un marché ?
Si les défis techniques sont immenses, le paysage juridique n’est pas non plus très clair. Si deux satellites entrent en collision pendant l’entretien, qui est responsable ? Si un véhicule d’entretien français s’arrime à un satellite japonais, quelle est la législation applicable ? Ce sont des questions que la France, le Japon et d’autres pays s’efforcent activement de résoudre par le biais de cadres tels que la loi européenne sur l’espace et des accords bilatéraux.
Il reste ensuite à savoir qui paiera pour les services en orbite et quelle est l’ampleur réelle du marché. « Il est difficile d’estimer le marché, car c’est un peu la question de la poule et de l’œuf », admet Mme Behar-Lafenêtre. « Il faut toujours démontrer que l’on est capable de le faire pour que quelqu’un soit intéressé par l’achat du service.
Le marché le plus prometteur semble se situer loin, très loin de la Terre, à plus de 35 000 kilomètres au-dessus de nos têtes, en orbite géostationnaire. C’est là que les opérateurs de télécommunications ont des flottes vieillissantes qu’ils préfèrent entretenir plutôt que remplacer.
Les nouvelles méga-constellations en orbite basse offrant des solutions de télécommunications alternatives, l’orbite géostationnaire est devenue moins attrayante pour le lancement de nouveaux engins spatiaux, ce qui rend les services de prolongation de la durée de vie particulièrement intéressants d’un point de vue économique.
L’entretien en orbite a d’importantes implications en matière de défense, ce qui pourrait créer une forte demande sur le marché. La capacité d’inspecter, d’approcher et de manipuler les satellites en orbite est une application qui fait fureur dans le monde militaire.
« Par essence, il s’agit de quelque chose de dual », a reconnu Maria. La Russie, la Chine et l’Inde ont toutes démontré des capacités avancées dans ce domaine. La Chine a déplacé un satellite géostationnaire à des milliers de kilomètres en 2022, tandis que l’Inde a fait la démonstration d’un amarrage dans l’espace il y a quelques mois.
Nous sommes engagés dans un « long voyage
Tout n’est pas rose pour autant. La NASA a connu le problème de la poule et de l’œuf avec sa mission OSAM-1 (On-orbit Servicing, Assembly, and Manufacturing), qu’elle a annulée en 2024 après que les coûts ont explosé et que le marché commercial du ravitaillement en carburant des satellites non préparés ne s’est pas concrétisé.
Entre-temps, les véhicules d’extension de mission de Northrop Grumman fonctionnent en orbite géostationnaire depuis 2020, prolongeant la durée de vie des satellites Intelsat. Le véhicule robotique de mission de nouvelle génération de la société, dont le lancement est prévu cette année, utilisera une robotique avancée pour installer des « modules d’extension de mission » et effectuer des inspections, des réparations et même l’élimination des débris.
Outre Thales Alenia Space et Exotrail, plusieurs entreprises européennes développent des capacités d’entretien.
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ClearSpace, une start-up suisse, a conclu un contrat avec l’Agence spatiale européenne (ESA) pour sa première mission active d’élimination des débris spatiaux en 2027. Son système utilise deux satellites fonctionnant en tandem pour la première mission commerciale d’enlèvement actif des débris en orbite terrestre basse. Plus tard dans la décennie, l’entreprise entend également faire la démonstration de sa technologie pour s’amarrer à un satellite en orbite géostationnaire et en prolonger la durée de vie.
Un autre acteur clé est la société italienne D-Orbit, qui a commencé avec son transporteur de satellites ION, dont le concept est similaire à celui du « spacevan » d’ExoTrail, et qui vise maintenant à créer une « économie spatiale circulaire », en utilisant les débris spatiaux comme ressource. En 2024, elle a signé un accord avec l’ESA pour une mission appelée RISE, qui fera la démonstration d’un rendez-vous et d’un amarrage sûrs avec un satellite géostationnaire afin de prolonger sa durée de vie utile en 2028.
L’avenir des services en orbite devrait être plus clair d’ici 2030. Et d’ici une décennie, une technologie qui relève de la science-fiction pourrait faire partie intégrante de la gestion du trafic spatial européen.
Néanmoins, Maria insiste sur la nécessité d’un retour à la réalité. « Nous avons besoin d’une approche progressive », a-t-il déclaré.
Rattraper un satellite non coopératif qui tourne rapidement dans l’espace de manière incontrôlée n’est encore possible que dans les films hollywoodiens. « Dans l’ensemble, le voyage sera probablement long pour toutes les entreprises », sourit-il.
Néanmoins, une simple dépanneuse spatiale européenne est en route, et avec elle la capacité de ravitailler et de sauver des engins spatiaux d’une valeur de plusieurs centaines de millions d’euros, prolongeant ainsi la durée de vie d’infrastructures essentielles qui connectent notre monde.
Ce texte a été traduit avec l’aide de l’intelligence artificielle. Signaler un problème : [feedback-articles-fr@euronews.com].
