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Les micro-lanceurs européens à la conquête du « new space »

Alexandre Couto

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Les micro-lanceurs européens à la conquête du « new space »

La société écossaise Orbex utilise massivement l'impression 3D pour produire ses moteurs dans un temps record.

© Orbex

Les projets de micro-lanceurs, capable d’amener de petits satellites vers l’orbite basse, fleurissent en Europe. A l’occasion de la Space Propulsion Conférence 2021, organisée par l'association aéronautique et astronautique de France (3AF) et qui se tient en ligne du 17 au 19 mars, les principaux acteurs ont présenté leurs ambitions pour faire entrer le Vieux Continent dans la course au « new space ».

C’est l’histoire de David contre Goliath, réécrite à la sauce « new space ». Depuis quelques années, les projets de micro-lanceurs se multiplient dans le monde pour offrir une alternative aux fusées traditionnelles qui, pourtant, avaient fait de leur puissance, et donc de leur capacité d’emport, leur principal argument. À l’occasion de la Space Propulsion Conférence 2021, qui se tient en ligne du 17 au 19 mars sous l'égide de la 3AF, une table ronde a réuni les principaux acteurs européens pour présenter leurs solutions ainsi que les moyens déployés pour partir à la conquête de ce nouveau marché du spatial.

Une autre voie vers l’orbite basse pour les petits satellites

La compétition est acharnée. De nombreuses sociétés se sont en effet engagées dans le sillage de l’américain Rocket Lab et de sa fusée Electron, dont le premier tir commercial a eu lieu en 2018. L’objectif de ce lanceur de petit format est de pouvoir placer à une altitude d’environ 500 km des charges utiles allant jusqu’à 150 kg. L’entreprise permet ainsi d’offrir aux opérateurs de micro et nano satellites une solution pour mettre rapidement leur équipement en orbite sans attendre une place secondaire dans les charges utiles des grandes fusées.

Avec la croissance du marché des petits satellites, caractéristique de l’ère « new space », ce besoin se fait de plus en pressant. « Le marché des mises en orbite de satellites devraient quadrupler, voire quintupler dans les prochaines années », estime Chris Larmour CEO de l’entreprise écossaise Orbex Space.

Des procédés innovants pour réduire les délais

Cette dernière, basée à Forres à l'extrême nord du Royaume-Uni, affiche ses ambitions : concurrencer les américains sur leur territoire. « Nous avons déjà des contrats signés avec des entreprises américaines pour la mise en orbite de leur satellites », affirme Chris Larmour « Notre carnet de commandes est plein pour notre première année d’exploitation, en 2022 ».

La fusée d’Orbex, baptisée Prime, possède des caractéristiques à peu près similaires à l’Electron de Rocket Lab soit une capacité d’emport de 150 kg à 500 km d’altitude. Elle sera tirée depuis le futur port spatial située dans la région du Sutherland, en Ecosse, que la société est en train de bâtir.

Orbex s’appuie fortement sur la fabrication additive pour produire en un temps record les pièces « Nous imprimons un moteur en environ 5 jours. Il faut ensuite 1 jour pour le refroidir et environ 4 jours pour l’intégrer. Nous sommes sur un cycle de production d’environ 10 jours pour un moteur », précise Chris Larmour.

Orbex Space a commandé auprès AMCM (Additive Manufacturing Customized Machines), la division « sur-mesure » du fabricant d’imprimantes EOS, « la plus grande machine de fabrication additive métal d’Europe », selon Orbex. Cet équipement de 12 tonnes devrait permettre de produire plus de 35 moteurs par an ainsi que des turbo-pompes pour l’étage principal. Le système intégrera des modules de post traitement des pièces ainsi que des dispositifs de vision pour l’inspection automatique des pièces.

Des choix variés de carburant

La maîtrise des coûts de production reste naturellement la première préoccupation des constructeurs de micro-lanceurs. « C’est toute la difficulté de cette technologie », explique Daniel Metzler de l’Allemand Isar Aerospace « Nous devons atteindre un niveau de performance très élevé mais avec une pression considérable sur les coûts.».

L’entreprise, basée à Munich, mise sur un mélange oxygène-propane pour ses moteurs Aquila, un carburant moins coûteux que l’oxygène-kérosène utilisé par Rocket Lab, tout en réduisant son impact environnemental. Elle annonce pouvoir placer en orbite héliosynchrone, à 500 km d’altitude, une charge utile de 700 kg. Elle pourra réaliser 15 lancements par an depuis la base norvégienne d'Andoya. Son premier lancement est également prévu à l’horizon 2022.

Pour de nombreuses jeunes pousses qui se sont lancées dans le développement de micro-lanceurs, le carburant employé est un facteur important de différenciation par rapport à la concurrence. Et notamment sur le plan environnemental, une notion qui commence à être de plus en plus intégrée dans le spatial.

L'environnement : nouvelle préoccupation du spatial

« L’impact sur l’environnement doit être davantage pris en compte. De la même manière que l’opinion publique s’est interrogée sur l’impact du transport aérien ou maritime, elle va s’interroger sur les émissions du spatial. Nous ne pouvons plus nous permettre de lancer des fusées « sales » », a souligné Volodymyr Levykin, fondateur de Skyrora, une autre entreprise écossaise dédiée aux petits lanceurs. Capable de placer en orbite basse une charge utile de 350 kg, la fusée Skyrora XL a testé avec succès un carburant issu du recyclage. Baptisé Ecosène, il est produit à partir du traitement par pyrolyse des déchets plastiques.

De son côté, l’allemand HyImpulse mise sur un moteur hybride solide/ liquide alimenté par un combustible à base de paraffine et d’oxygène liquide. Le moteur a été testé avec succès en septembre 2020 et l’entreprise a déclaré que son moteur hybride est capable d’atteindre des performances comparables aux carburants liquides à base d’hydrocarbures.

Selon HyImpulse, son système est plus sûr, moins cher et possède un impact environnemental beaucoup plus faible que les moteurs classiques. La fusée de HyImpulse, la SL-1, sera capable d’amener en orbite basse une charge de 500 kg. La société prévoit 12 lancements par an à l'horizon 2026. Premier décollage prévu… également en 2022 !

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