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Avez-vous vu le film « Gravity ». Si oui, vous savez ce que c’est que le syndrome Kessler : une collision en chaîne, une réaction exponentielle entre débris orbitaux, potentiellement catastrophique. Car comme le dit Alexandre Astier dans « l’Exoconférence » (que je ne saurais trop vous conseiller, même si cela dépasse largement le cadre de ce blog) : là haut, si vous rencontrez une poussière, « CarGlass, il ne répare rien du tout » (!).

Pour donner une idée, un débris spatial voyage en moyenne à dix fois la vitesse d’une balle de fusil. Et les 500 000 débris qui orbitent autour de la Terre constituent une menace considérable pour tous les systèmes en orbite (et notamment militaires). Pour en donner une idée, en 2009, un satellite russe en panne est rentré en collision avec un satellite Iridium américain, générant plus de … 2, 000 débris de taille « notable ».

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Le problème est donc (avant de parler de débarrasser l’espace de tels débris, ce qui fera l’objet d’un autre article) d’être capable de repérer, suivre et identifier ces débris. Les militaires viennent alors à la rescousse.

En premier lieu, l’US Air Force a demandé à la société Lockheed Martin de concevoir un système capable de suivre les débris en orbite. Ainsi a vu le jour le système Space Fence : un programme fondé sur des radars au sol, capables de tracker les débris en orbite.

Ce radar utilise un nouveau circuit intégré à base de semiconducteurs de nitrure de Gallium – une nouvelle technologie permettant notamment une plus grande sensibilité, et une meilleure fiabilité. Il s’agit d’un projet d’envergure : plus de 400 radars opérants dans la bande S vont scruter le ciel à compter de 2017.

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Mais ce réseau est d’ores et déjà complété par un site australien OSSTM, opérant un réseau de capteurs optiques. Cette nouvelle installation, baptisée Optical Space Services (OSS), complètera donc le projet Space Fence de Lockheed. Il s’agira de mettre en œuvre et de fusionner des systèmes à base de capteurs laser et optiques, et surtout de proposer des services en boucle courte aux opérateurs de satellites : en prévoyant la trajectoire des débris, il s’agit de reprogrammer les manœuvres satellitaires pour éviter les collisions les plus meurtrières.

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Il convient ensuite de se débarrasser des débris en orbite ; mais cela, ce sera l’objet d’un autre article dans ce blog.

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Le réseau satellitaire MUOS (Mobile User Objective System) est un réseau tactique déployé par l’US Navy afin de fournir des services sécurisés de communication mobile pour les forces américaines. Il s’agit d’une constellation de satellite géostationnaires développée par Lockheed Martin, et dont le déploiement a débuté en 2012 – le quatrième satellite a été placé sur orbite en septembre dernier.

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Au-delà des capacités usuelles de communication UHF, les spécifications sont exigeantes : le système doit fournir des capacités de communication haute performance  (voix et données simultanées) aux forces (unités conventionnelles comme forces spéciales) sur le terrain, aux moyens aériens, aux sous-marins comme aux navires de surface. Et ce, partout dans le monde. Chaque satellite doit posséder une liaison UHF classique, compatible avec les terminaux existants, et une autre charge utile permettant de fournir une nouvelle capacité WCDMA avec un débit 16x plus élevé (ce sont des satellites dits « dual payload »).

Pour ce faire, des réflecteurs conventionnels (environ 5m de diamètre) ne suffisent pas, car il faut pouvoir fournir des capacités de couverture « au-delà de la vue directe ». Pour éviter de multiplier le nombre de satellites, les sous-traitants Harris et Vanguard ont trouvé une solution originale : envoyer des réflecteurs « pliables » qui se déploient une fois le satellite en orbite.

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Ces réflecteurs sont donc nettement plus grands : 14 m de diamètre chacun ! Mais la taille ne fait pas tout (sic). En l’occurrence, le poids est un gros problème :il faut éviter d’avoir des réflecteurs trop lourds, car en ce cas, le coût du lancement du satellite devient prohibitif.

Les fabricants Harris et Vanguard ont donc développé une nouvelle technologie baptisée FMR pour « Fixed Mesh Reflector » : une structure composite de haute densité capable de réduire de 50% la masse du réflecteur, avec la même efficacité qu’une surface traditionnelle. La composition exacte de la surface développée par Vanguard est tenue secrète, mais on sait qu’elle a des propriétés de transparence optique à 80% environ, ce qui lui permet notamment de ne pas projeter d’ombres sur le satellite (pas de différences de températures à gérer, pas d’obstruction des panneaux solaires).

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Enfin, le matériau ne souffre pas des vibrations structurelles acoustiques subies par le satellite durant la poussée. Les réflecteurs sont enroulés dans le satellite pendant le lancement, et se déroulent une fois le satellite en orbite.

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Cette technologie vient donc d’être utilisée opérationnellement avec succès cette semaine: les panneaux FMR de 14m du satellite MUOS-4 ont ainsi été déployés dans l’espace. Harris a fabriqué 10 réflecteurs FMR, permettant d’équiper le prochain satellite du réseau MUOS, ainsi que d’autres satellites de communication.

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Une petite remarque liminaire : oui, le rythme des articles diminue un peu – j’essaie de vous préparer moralement à mes prochaines vacances. Donc on diminue en douceur pour les accros.

Et donc : après le robot gonflable (voir l’article ici), voici les terminaux satellites gonflables de GATR technologies. La société (américaine) est spécialisée dans les terminaux satellitaires ultra-portables. Fondée en 2004, elle est issue de deux contrats SBIR (small business innovative recherche) américains, respectivement avec le Space and Missile Defense Command (SMDC) et les Air Force Research Labs (AFRL).

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La société développe des terminaux gonflables, de diamètres allant de 1.2m (23 kg, rentrant dans un sac à dos de 75l) à 4 m pour les plus volumineux. Ils opèrent en bande Ku (pour la version de 1,2m), avec un débit de 2 à 10Mbps, ce dernier nécessitant une amplification supplémentaire. Les autres diamètres (typiquement 2,4m) opèrent dans les bandes Ku, Ka, C et X.

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Il s’agit en fait d’une innovation de design, avec un dome gonflable autour d’une parabole pliable – une idée simple, encore fallait-il la concevoir. La mise en service prend moins de 30 minutes. Après emploi, le système 2.4 m tient dans de simples valises (5 pour deux bandes, 2 si le système opère sur une seule bande).

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L’US Marine Corps vient de signer un contrat de 11 millions de $ pour acquérir 32 systèmes 2,4 m capables d’opérer en bandes X et Ku.