Satellites : un futur tout électrique

Pionnier de la propulsion plasmique ou électrique en Europe, Snecma dispose sur son site de Vernon de l’ensemble des moyens nécessaires pour développer, produire, et tester les propulseurs plasmiques. Quelques clés pour mieux comprendre cette activité. 

La propulsion plasmique c’est quoi ? Les missions principales actuelles des propulseurs plasmiques sont le transfert d'orbite (pour atteindre l’orbite géostationnaire) et le maintien à poste des satellites de télécommunications ; ils peuvent aussi être utilisés pour la propulsion des satellites d’observation/navigation/exploration.  Snecma, pionnier de la propulsion électrique en Europe, produit des moteurs dont la puissance varie suivant les modèles de 500 W à 20 000 W. 

Comment ça marche ? Après largage par le lanceur, le satellite est placé sur une orbite elliptique, dite de transfert géostationnaire. Pour remplir sa mission, le satellite de télécommunications a besoin d’évoluer sur une orbite circulaire située à 36 000 kilomètres de la terre. Les satellites vont atteindre cette orbite géostationnaire en 3 à 6 mois grâce aux quelques grammes de poussée fournis par les propulseurs Snecma. En effet, dans le vide spatial, une faible puissance suffit à déplacer un objet. Du gaz xénon est injecté dans une chambre céramique et il est bombardé d’électrons. Ensuite, il est ionisé pour former un plasma.  Les ions sont alors éjectés à très haute vitesse (15 à 25 km/s) sous l’action d’un champ électrique, ce qui fournit la poussée.

Quel est le marché ?  La propulsion électrique permet de réduire significativement la masse du système propulsif (système + ergols) pour une charge utile embarquée équivalente. Grâce à la propulsion électrique, les opérateurs de satellite bénéficient soit d’un gain de masse au lancement important qui permet de réduire les coûts de lancement, soit d’une augmentation de la charge utile à masse équivalente par rapport à la propulsion chimique. Au niveau mondial, 20 à 25  « satcoms » sont réalisés chaque année, dont 20 à 25% sont généralement équipés de 4 propulseurs électriques. Cette proportion augmente constamment depuis 2014 et devrait atteindre 50% d’ici 5 à 10 ans, voire plus selon les dernières prévisions annoncées lors de cette conférence Space Propulsion. Pour soutenir cette croissance, Snecma va produire 12 moteurs en 2016 et vise une cadence de  40 moteurs par an d’ici à 2020. Deux importants contrats ont récemment été signés. Le premier concerne la fourniture à Airbus D&S de PPS®5000, propulseur en cours de développement, le second couronne une percée inédite à l’export : la commande de PPS®1350 par Space Systems/Loral (SSL), numéro 1 mondial des  « satcoms ».