Un système de propulsion modulaire pour les petits satellites
Du positionnement aux télécommunications, en passant par l’observation de la Terre, la société dépend de plus en plus des services offerts par les satellites. Le marché mondial des services satellitaires, qui représentait 2 milliards d’euros en 2016, devrait ainsi dépasser les 5 milliards d’euros d’ici 2021. Une grande partie de cette croissance peut être attribuée à l’abandon des grands satellites complexes et coûteux d’hier, au profit de l’utilisation de grappes, ou constellations, de petits satellites, certains ne pesant pas plus d’un kilogramme. Bien que ces petits satellites aient permis de réduire les coûts de fabrication, il reste un obstacle important à leur production à grande échelle: le système de propulsion. «Comme beaucoup de ces satellites sont lancés sans système de propulsion, leurs capacités sont assez limitées», déclare Alexander Reissner, PDG et fondateur d’ENPULSION, une entreprise autrichienne de technologie spatiale. «Non seulement ils doivent être remplacés plus souvent que les grands satellites, mais ils sont également limités en termes de manœuvres orbitales, de formation de vol et de désorbitation passive en fin de vie.» Avec le soutien d’un financement de l’UE, ENPULSION a mis au point une solution pour surmonter les limitations liées à la propulsion. Elle a été baptisée IFM Micro Thruster, un système de propulsion compact et modulaire spécialement conçu pour les petits satellites de 1 à 500 kg.
Adapter la propulsion électrique à émission de champ pour les petits engins spatiaux
L’IFM Micro Thruster (micropropulseur IFM) est basé sur la conception de l’IFM Nano Thruster (nanopropulseur IFM), qui a été développé pour les petits satellites. ENPULSION a spécifiquement revu cette conception pour des satellites plus grands, pesant jusqu’à 500 kg. «Le principal objectif du projet consistait à faire évoluer la technologie de propulsion électrique à émission de champ (FEEP), en passant de la solution de propulsion existante à un nouveau produit plus avancé et plus performant», explique Alexander Reissner. La FEEP est un système de propulsion spatiale électrostatique avancé, composé d’un émetteur et d’une électrode d’accélération, qui utilise un métal liquide comme propergol. S’appuyant sur cette technologie, le micropropulseur IFM a une puissance d’entrée de 100 watts, produisant jusqu’à 1,5 mN de poussée et fournissant une impulsion totale de 50 kN – ce qui le rend particulièrement adapté aux engins spatiaux de petite ou moyenne taille. Comme le micropropulseur IFM ne contient pas de récipients sous pression ni de produits chimiques énergétiques, il peut être lancé à partir de n’importe quelle fusée – ou même de la Station spatiale internationale. Le propulseur et le propergol sont tous deux contenus dans un module de 14x12x10 cm qui peut être boulonné directement sur n’importe quel panneau plat. Aucun réservoir ni circuit de fluide supplémentaire ne sont requis, ce qui permet de gagner de l’espace. «L’impulsion spécifique élevée et la précision de contrôle inégalée du micropropulseur IFM en font la solution idéale pour le maintien à poste et le contrôle d’attitude», explique Alexander Reissner. «Par ailleurs, les opérations de fin de vie peuvent être effectuées au point de fonctionnement optimal, en fonction des quantités de propergol restantes.»
De la start-up à la PME
Grâce au soutien financier de l’UE, ENPULSION a vu son équipe passer d’un effectif de seulement six personnes à une trentaine d’employés, passant du même coup du statut de start-up à celui de PME établie. Au cours du projet, l’entreprise est devenue la première PME du domaine des technologies spatiales à recevoir la certification ISO 9001. Elle a également pu établir des relations avec des acteurs clés de l’industrie, comme Airbus et Thales. «Nous avons actuellement 27 propulseurs dans l’espace et, grâce à la demande importante du marché, il y en a beaucoup d’autres qui vont bientôt les rejoindre», ajoute Alexander Reissner.
Mots‑clés
micropropulseur IFM, satellites, système de propulsion modulaire, observation de la Terre, ENPULSION, propulsion électrique à émission de champ, Station spatiale internationale