NEWSPACE

Des coûts réduits pour les lancements et les satellites

Dans les faits, le NewSpace est dominé par les entreprises qui construisent des lanceurs et opèrent des constellations de satellites avec des objectifs de rentabilité à relativement court terme. Ces perspectives sont permises grâce à une forte réduction des coûts de lancement qui ont longtemps été de l’ordre de 10 000 dollars ou euros au kilogramme pour les placements de satellites en orbite basse. Des programmes pour diminuer ces coûts ont été mis en place par les industriels du secteur. Cependant, les plus prometteurs ou aboutis sont ceux des lanceurs réutilisables dont la société américaine SpaceX est le leader avec une centaine de lancements par an.

Le premier concept de lanceur réutilisable opérationnel fut celui de la navette spatiale américaine dont le projet est enclenché à la fin du programme Apollo en 1972. D’autres acteurs ont emboîté le pas de la NASA : l’Union soviétique avec la navette Bourane et l’Agence spatiale européenne (ESA pour European Space Agency) avec la navette Hermès. Si Bourane effectue un unique vol d’essai sans équipage le 15 novembre 1988, Hermès ne passe pas l’étape du concept. La navette américaine réalise un nombre important de missions, dont celles emblématiques de la mise en orbite (avril 1990) et de la réparation de l’optique du télescope spatial Hubble (1993). Mais elle n’atteint pas les objectifs de réduction des coûts de lancements, ce qui, outre les deux accidents tragiques de Challenger et Endeavour, conduit à l’arrêt du programme en juillet 2011. Le concept de fusée réutilisable de SpaceX a changé la donne, ramenant le coût du lancement à un peu plus de 2 000 dollars le kilogramme pour la fusée Falcon-9 et qui devrait être réduit d’un ordre de grandeur avec la fusée Starship.

Les lanceurs réutilisables ouvrent de nouvelles perspectives pour l’industrie spatiale dont bénéficient directement les constellations de satellites. L’exemple d’Intelsat est représentatif des constellations de quelques dizaines de satellites des années 1960 à 2000. Outre des constellations destinées aux télécommunications, on peut citer les systèmes de positionnement par satellites avec 24 satellites pour le GPS (Global Positioning System) américain et également 24 pour la version européenne Galileo, ou encore 27 pour la version chinoise Beidou. Le rythme des mises en orbite du milieu des années 1970 jusqu’au début des années 2000 était de l’ordre de 75 à 100 satellites par an. Il a fortement crû à partir de la fin des années 2010, passant à 300 en 2019 pour atteindre 2 900 en 2023. On a recensé 14 000 satellites en orbite au début de 2024. La très grande majorité d’entre eux sont en orbite basse, à moins de 2 000 kilomètres d’altitude.

Les lancements moins onéreux entraînent de moindres coûts de spatialisation. En effet, le moindre impact financier du remplacement de satellites en orbite basse, indispensable du fait de leur plus courte durée de vie en raison de la friction sur la haute atmosphère, réduit les exigences de qualité pour les satellites eux-mêmes. L’augmentation du nombre de satellites par constellation permet aussi de passer à des méthodes de développement industrielles là où souvent les satellites étaient uniques ou reproduits à seulement quelques exemplaires. Même si la standardisation de plateformes (c’est-à-dire des structures et des modules de service auxquels sont intégrés des modules pour des applications spécifiques) est possible, les systèmes eux-mêmes sont peu propices à une industrialisation à grande échelle. Avec l’augmentation du nombre de satellites par constellation, de nouvelles méthodes, qui tranchent parfois avec celles de l’industrie traditionnelle du spatial, ont été instaurées par les fabricants pour réduire les coûts. Il en va ainsi des matériaux ou des sous-systèmes utilisés qui ne sont pas ceux[...]