Espace Quand les fusées feront des pirouettes

Jusqu’ici, les fusées étaient jugées d’après leur capacité à emporter des satellites lourds : bientôt, ce critère ne suffira plus et il leur sera demandé de se livrer quasiment à des pirouettes pour mettre leurs passagers sur des orbites particulières. Aujourd’hui, rappelle Jacques Durand, directeur du programme Ariane-5 à l’Agence spatiale européenne (Esa), l’essentiel des charges utiles à lancer sont des satellites de télécommunications, qui ont une orbite circulaire à 36 000 km au-dessus de l’équateur, dite géostationnaire : à cette distance, avec une vitesse synchronisée à la rotation de la Terre, ils demeurent immobiles par rapport au sol. Presque toutes les fusées mettent les satellites sur une orbite provisoire, dite de transfert, avec un périgée (point le plus bas) autour de 200 km, où le satellite est largué pour monter seul jusqu’à son apogée (point le plus haut), à 36 000 km. Pour y rester, il doit «circulariser» sa trajectoire à l’aide d’un moteur embarqué. «Bien entendu, souligne M. Durand, cette manœuvre nécessite une certaine énergie. Par contre, si l’orbite initiale a un périgée très haut, le satellite a moins de travail à faire». Une autre solution, pour atteindre des orbites plus élevées, est le réallumage du dernier étage du lanceur. C’est ce qui a été fait lors du récent vol de la troisième Ariane-5. Ce test a démontré sa capacité de se réallumer, et donc la possibilité de suivre d’autres orbites, à placer un satellite sur son orbite circulaire définitive. Certaines fusées, dont les Proton russes et, du côté américain, les nouveaux modèles d’Atlas et les futurs EELV (Evolved Expendable Launch Vehicles), peuvent ou pourront offrir ce service. Ariane ne peut pas l’ignorer, d’autant que les satellites s’équipent de plus en plus de propulsion électrique, qui les allège notablement. «Toutefois, en partant d’une orbite elliptique, explique M. Durand, un satellite à propulsion électrique mettrait plusieurs mois à la circulariser. Or, les opérateurs veulent un satellite rentable tout de suite. Un satellite livré sur son orbite définitive est donc immédiatement opérationnel». “Ariane-5 Versatile” Pour placer un satellite sur une position précise, le lanceur doit pouvoir réallumer ses moteurs à différents moments. Ariane-5 Versatile, l’une des futures versions de la nouvelle fusée, pourra faire trois à cinq allumages, avec des phases balistiques (sans propulsion) pouvant aller, entre deux allumages, jusqu’à deux heures. Récemment encore, les orbites basses (de quelques centaines de kilomètres) étaient réservées aux satellites d’observation, de météorologie, de navigation. Mais tout change avec l’émergence de projets de satellites de télécommunications en «constellations» (dont le premier, Iridium, vient d’entrer en service), avec le lancement de plusieurs dizaines de satellites pour former un «collier» autour de la Terre. Sur orbite basse, ils défilent. Ils doivent donc être nombreux pour se passer le relais en permanence. Cet inconvénient est compensé par le fait que, compte tenu de leur petite distance de la Terre, leurs émissions peuvent être captées directement par les téléphones des particuliers, sans transiter par des stations de réception centralisées. Ariane-5 pourra en emmener simultanément jusqu’à dix. «Plus on en lance d’un coup, plus rapidement le système devient opérationnel et rentable. Avec sa capacité de réallumage et d’“acrobatie” en orbite, affirme M. Durand, Ariane-5 se trouvera donc en bonne position sur le marché des lancements de satellites en constellations».