Quand on parle de propulsion spatiale, on pense souvent aux fusées qui décollent de la Terre avec leurs flammes spectaculaires. Mais ce n’est pas de ça qu’il s’agit ici.
La fusée, c’est le taxi. Le satellite, c’est le passager. Le taxi dépose le passager en orbite. Le satellite, doit se débrouiller seul — parfois pendant 15 ou 20 ans.
Pour se déplacer en orbite, éviter les débris spatiaux, rester à la bonne altitude, rejoindre sa position définitive, le satellite a besoin de ses propres petits moteurs. Ce sont ces moteurs – discrets, miniaturisés, mais absolument essentiels – qu’on appelle les systèmes de propulsion satellitaire. C’est exactement ce qu’Oterrix développe.
Allumage
moteurs satellite
La propulsion électrique utilise l’énergie électrique venant des panneaux solaires pour accélérer des particules légères (on parle d’ionisation et de plasma) issue d’un gaz du type Xenon stocké à bord du satellite ; générant des poussées très faibles et offrant une consommation très faible ; idéal pour diminuer le volume d’ergol stocké à bord et diminuer la masse au lancement.
La propulsion chimique fonctionne comme un mini moteur de fusée en brulant un carburant (ergol) ; générant des poussées puissantes mais brèves ; idéale pour effectuer des manœuvres rapides et précises ; idéale pour échapper à la gravité terrestre ; idéale pour des véhicules de masse assez importantes. Les systèmes de propulsion chimique pour satellites sont des dérivés des propulsions de missiles balistiques et de système de propulsion de lanceurs mais en plus petit. Les moteurs les plus utilisés génèrent 1N, 10N ou 400N de poussée (soit 0.1 kg, 1 kg, 40 kg). Ces valeurs sont faibles mais largement suffisantes dans l’espace pour déplacer des satellites allant jusqu’à 6 tonnes. Leur développement date de l’après second guerre mondiale, à l’époque de la guerre froide et de la conquête spatiale dans les années 60 à 80. Des technologies à base d’hydrazine ou de MON/MMH ont été développés et sont toujours utilisées actuellement. Elles ont l’avantages d’être performantes et avec un héritage important. De nombreux composants (moteurs, vannes, capteurs, ..) sont disponibles dans le monde entier. Les développements ont été couteux. Les phases d’opérations au sol sont aussi très couteuses pour des raisons de sécurité à cause de la toxicité et aussi à cause des éléments pressurisés utilisés. Oterrix se positionne sur ce segment de la propulsion chimique.
1.
L’écologie dans le spatial n’a jamais été regardé de prêt
2.
Le domaine de la propulsion chimique n’a pas vu de rupture technologique depuis les années 1980.
3.
Les coûts ne sont pas alignés sur les besoins du marché.
4.
Il y a un manque d’acteurs en France, en Europe.
Une prise de conscience collective en matière de protection de l’environnement est nécessaire. Les systèmes de propulsion pour satellites, datent des années 1960 – 1980, utilisent des ergols (carburants) liquide (hydrazine (N2H4), MMH (MonoMethylHydrazine, (H3C)HN-NH2), UDMH (Unsymmetrical DiMethylHydrazine, H2N-N(CH3)2), ….)) toxiques et cancérigènes pour la faune, la flore et les Êtres Humains. Ces ergols posent des problèmes de sécurité lors des manipulations au sol (risque d’inhalation), des risques de pollution des terres et océans en cas d’explosion d’une fusée au lancement ou pendant la phase de retour sur terre d’un satellite. Ils sont difficiles à certifier, coûtent très cher à fabriquer et à adapter. Ils demandent des délais d’approvisionnement très long. Cela limite la compétitivité des acteurs européens et freine la transition vers la décarbonisation de l’industrie spatial.
L’espace a longtemps été vu comme un vaste espace où les déchets pouvaient se disperser indéfiniment. Les orbites terrestres semblaient inépuisable. Les explosions de fusées au lancement, rejetant des gaz polluants dans l’atmosphère, n’ont jamais dérangé. L’environnement dans le domaine spatial devient une préoccupation croissante. Sous l’impulsion, notamment de l’ESA, de l’Union Européenne, des agences nationales, des travaux de grandes ampleurs sont initiés afin de faire prendre conscience aux différents acteurs des problématiques. Il s’agit de : la pollution de l’espace avec de trop nombreux débris qui saturent certaines orbites et qui augmentent le risque de collisions, l’utilisation de matériaux et d’ergols polluants qui posent problème au Sol.
Un des axes fort de changement est le remplacement des ergols toxiques et cancérigènes par des ergols écologique. Ainsi, l’Union Européenne a, ces dernières années, adopté une réglementation nommée REACH (Registration,Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) afin de mieux protéger la santé humaine et l’environnement contre les risques liés aux substances chimiques. L’hydrazine, ergol historique des systèmes de propulsion chimique, est identifiée depuis quelques années pour être ajouté à la liste REACH, cependant faute de solution sur le marché, ce produit peut toujours être utilisé.
avec,
(*ISP (specific impulse): Value used to measure engine efficiency; it indicates the duration for which one kilogram of propellant produces the thrust required to lift a one-kilogram mass in Earth’s gravitational field; higher the value is better the consumption is).
