Systèmes spatiaux de portail
Au cours des sept dernières décennies, la grande majorité des satellites ont été mis en orbite avec une propulsion principalement après coup. Cela ne veut pas dire que disposer de propulseurs n’est pas important, mais une fois que le véhicule a atteint son orbite prévue, la propulsion embarquée était principalement utilisée pour le maintien en position et les petites manœuvres.
En fait, l’un des truismes concernant les vols spatiaux est qu’un véhicule ne va nulle part une fois qu’il a atteint une orbite particulière. En effet, l’énergie nécessaire pour effectuer des changements significatifs dans son orbite autour de la Terre est très élevée.
Dans l’espace d’aujourd’hui, les choix actuels en matière de manœuvrabilité en orbite ne sont pas optimaux. Il existe des propulseurs conventionnels propulsés par fusée qui nécessitent une quantité extraordinaire de propulseur pour se déplacer. Il existe des propulseurs ioniques, qui sont nettement plus économes en carburant, mais ne peuvent pas apporter de modifications rapidement. Et c’est vraiment tout.
Delta-v est difficile
Mais une nouvelle société, Portal Space Systems, est sortie furtivement mardi avec une alternative : la propulsion solaire-thermique. Le fondateur de la société, Jeff Thornburg, a déclaré que Portal Space se concentrerait sur la mobilité en orbite.
« Toute propulsion a historiquement été conçue pour le maintien en position des satellites, et non pour la manœuvrabilité », a-t-il déclaré dans une interview. « Et trop de clients commerciaux et militaires ont du mal à dépenser le peu de delta-v dont ils disposent avant de mettre fin à la vie de leur actif. »
« Delta-v » est la manière dont l’industrie spatiale mesure le changement de vitesse dont un vaisseau spatial est capable – plus précisément, il s’agit d’une mesure de la vitesse. impulsion par unité de masse du vaisseau spatial. Ainsi, si votre vaisseau spatial a une capacité delta-v de 500 mètres par seconde (1 120 mph) et démarre à une vitesse nulle, alors après avoir brûlé tout son propulseur, il se déplacerait à 500 m/s.
Il s’avère que c’est la monnaie du système solaire. Il faut une quantité extraordinaire de delta-v pour passer de la surface de notre planète à l’orbite terrestre basse (LEO), soit près de 10 000 m/s. C’est pourquoi il faut des fusées puissantes pour lancer des satellites. Après avoir atteint LEO, les coûts relatifs delta-v pour se déplacer à partir de là sont inférieurs, mais toujours élevés. Par exemple, il faut 6 000 m/s supplémentaires pour atteindre la surface de la Lune depuis LEO. Ce graphique donne un bon aperçu des coûts de delta-v.
La plupart des satellites sont lancés avec 500 m/s ou moins de delta-v disponible. Cela leur permet d’affiner leurs orbites et d’effectuer une certaine manœuvrabilité de base pour éviter les conjonctions avec d’autres satellites ou débris. Mais cette capacité de propulsion n’est pas suffisante pour apporter des changements significatifs à leurs orbites.
Delta-v pour toi
C’est là que Portal Space pense avoir une solution. Thornburg affirme que la société développe un vaisseau spatial construit autour du concept de propulsion solaire thermique, qui utilise l’énergie solaire pour chauffer le propulseur et produire de la poussée. De tels moteurs sont étudiés depuis des décennies, mais n’ont jamais été développés à des fins pratiques. La société n’a pas divulgué le propulseur de son choix, mais Thornburg a déclaré qu’il pouvait être stocké en orbite et n’était pas toxique comme l’hydrazine. (Cela pourrait être quelque chose comme de l’ammoniac.)
Depuis la création de Portal en novembre 2021, Thornburg affirme que lui et son équipe résolvent les défis techniques inhérents au système avec leur bus satellite Supernova. Ces vaisseaux spatiaux, a-t-il déclaré, auront une mobilité impressionnante : 6 000 m/s de delta-v. C’est suffisant pour passer des orbites supérieures à l’espace cislunaire et vice-versa.
Il envisage une flotte de véhicules Supernova rechargeables en orbite terrestre moyenne et géostationnaire, capables de descendre sur diverses orbites et de fournir des services tels que la livraison de propulseur, la mobilité et l’observation pour les satellites commerciaux et militaires. Sa vision est de fournir une capacité réactive en temps réel aux satellites existants. Si l’on doit effectuer une manœuvre d’urgence, un véhicule Supernova pourrait être là en quelques heures.
« Si nous voulons avoir une véritable économie spatiale, cela passe par des services de logistique et d’approvisionnement », a-t-il déclaré.
Développer un vaisseau spatial doté d’un nouveau système de propulsion et d’une énorme capacité delta-v peut sembler ambitieux, en particulier pour une petite startup. Cependant, Thornburg possède une expérience crédible, ayant travaillé dans l’armée, pour la NASA et dans diverses sociétés spatiales, dont SpaceX, où il était vice-président de la propulsion et concepteur principal du moteur de fusée Raptor.
Portal Space a annoncé jeudi avoir reçu un financement de 3 millions de dollars de la part de l’US Space Force pour soutenir le développement du bus satellite Supernova. Thornburg a déclaré que la société prévoyait de lancer son premier satellite vers la fin de 2025 ou au début de 2026. Il se mettra probablement en orbite terrestre moyenne et, au minimum, démontrera sa grande capacité delta-v.