Crédit :Orbit Fab
Selon l'Union des scientifiques concernés (UCS), plus de 4, 000 satellites opérationnels sont actuellement en orbite autour de la Terre. Selon certaines estimations, ce nombre devrait atteindre 100, 000 d'ici la fin de cette décennie, y compris les télécommunications, l'Internet, recherche, la navigation, et les satellites d'observation de la Terre. Dans le cadre de la commercialisation de l'orbite terrestre basse (LEO) anticipée dans ce siècle, la présence de tant de satellites créera de nouvelles opportunités, ainsi que les dangers.
La présence de ces satellites nécessitera beaucoup d'atténuation pour éviter les collisions, entretien et maintenance. Par exemple, la startup Orbit Fab basée à San Francisco travaille à créer toute la technologie nécessaire pour les services de ravitaillement orbital pour les satellites. Pour aider à atteindre cet objectif, Le géant de l'industrie Lockheed Martin a récemment annoncé qu'il investissait dans la technologie de ravitaillement "Gas Stations in Space" d'Orbit Fab.
La startup basée à San Francisco a été fondée en 2018 par Daniel Faber et Jeremy Schiel, tous deux ont une solide expérience dans l'industrie spatiale commerciale. Entre 2016 et 2019, Faber était le PDG de Deep Space Industries (DSI), l'une des principales sociétés développant actuellement des capacités d'extraction d'astéroïdes. Schiel, pendant ce temps, a été vice-président du Consortium for Execution of Rendezvous and Servicing Operations (CONFERS), un consortium dédié à la promotion des normes et des meilleures pratiques pour l'entretien des satellites.
Comme ils l'indiquent sur leur site Web, la société a été fondée pour créer « un marché spatial florissant pour les produits et services qui soutiennent à la fois les entreprises spatiales existantes (communications et observation de la Terre) et les nouvelles industries comme le tourisme spatial, la fabrication et l'exploitation minière." Leur premier produit est l'interface de transfert de fluide à attachement rapide (RAFTI), un port de ravitaillement qui permettra le ravitaillement orbital des satellites.
Le système RAFTI est conçu pour prolonger la durée de vie des engins spatiaux en leur donnant la possibilité d'effectuer un ravitaillement en orbite. Le système se compose de deux composants :la vanne de service (SV) et le demi-accouplement spatial (SCH). Le SV sert de système de remplissage/vidange pour le ravitaillement au sol et le ravitaillement en orbite, un adaptateur d'amarrage principal pour attacher ensemble deux engins spatiaux, et une connexion d'entretien secondaire pour faciliter les missions d'entretien qui utilisent des bras robotisés.
Le SCH est un mécanisme de verrouillage à double action qui prend en charge à la fois l'amarrage principal ou la fixation secondaire de deux engins spatiaux. Selon la fiche technique RAFTI, le système mesure 10 x 10 x 0,5 cm (3,9 x 3,9 x 0,2 pouces), ou 500cm 3 (30,5 pouces cubes); a une puissance de crête requise de 10 watts (W); et peut accueillir un débit de 1 litre (0,264 gallon) par minute (à une augmentation de 15 psi/m).
Il peut fonctionner à des températures de -40 à 120 degrés Celsius (-40 à 248 degrés Fahrenheit) et des pressions de 500 à 3, 000 psi. Dernièrement, il peut gérer de nombreux types de propergol, dont LOX/H2, eau et alcool, azote, hélium, xénon et krypton. Il peut apparemment maintenir les fuites internes/externes aussi bas que 1 x 10 -6 centimètres cubes carrés par seconde (scc/s) - ce qui est si faible qu'il est à peine mesurable.
La vanne de service RAFTI (Rapidly Attachable Fuel Transfer Interface) d'Orbit Fab permettra aux satellites de se ravitailler en orbite. Crédit :Orbit Fab
Cet été, le RAFTI SV a été qualifié en vol après avoir été lancé dans l'espace à bord d'une fusée SpaceX Falcon 9 (le 30 juin 2021). Dans le cadre d'un accord avec le fournisseur de services de lancement basé à Seattle Spaceflight Inc., le SV a volé à bord du prototype de vaisseau spatial Tanker-001 Tenzing d'Orbit Fab. Ce vol visait à tester les chars, ports de ravitaillement, propulseurs, et les systèmes de rendez-vous et d'amarrage.
Le vaisseau spatial Tanker-001 Tenzing est maintenant en orbite héliosynchrone (SSO) et transporte du carburant peroxyde (HTP) de haute qualité, un "propulseur vert, ce qui en fait le premier dépôt de carburant opérationnel au monde dans l'espace. Précédemment, Orbit Fab a mené un programme de tests de quatre mois, le lancement d'un prototype de ravitailleur vers l'ISS en mai 2019. Dans la foulée, ils ont validé leur système d'alimentation en ergols et sont devenus la première entreprise à ravitailler l'ISS en eau.
Plus récemment, Orbit Fab a annoncé avoir obtenu des investissements de deux géants de l'aérospatiale - Lockheed Martin et Northrop Grumman - qui ont tous deux une longue histoire de fabrication de satellites à des fins commerciales, navigation et applications militaires. Chris Moran, le vice-président, directeur exécutif et directeur général de Lockheed Martin Ventures, a déclaré dans un récent communiqué de presse :« Lockheed Martin a une longue tradition d'investissement et de développement de capacités d'entretien et de leurs technologies habilitantes. Cela inclut les domaines militaire et commercial, grands et petits systèmes spatiaux. Notre charte est d'investir stratégiquement dans de plus petites entreprises technologiques axées sur les technologies innovantes au sein de nos activités existantes, et Orbit Fab correspond à ce critère. Nous sommes impatients de travailler avec Orbit Fab et d'avoir accès à leur technologie de ravitaillement en orbite, un élément important de la logistique des vols spatiaux qui pourrait aider nos clients à faire face aux menaces nouvelles et évolutives. »
Concept de réseau de ravitaillement d'Orbit Fab. Crédit :Orbit Fab
"Cet investissement dans Orbit Fab est l'un des nombreux que nous avons réalisés qui ont créé et pris en charge des technologies et des capacités innovantes pour la flexibilité en orbite, " a ajouté Paul Pelley. " La capacité de ravitailler un satellite en orbite est un élément critique pour les missions de nos clients car elle leur permet une plus grande maniabilité et peut prolonger la durée de vie d'une mission avec du carburant réapprovisionné. "
Pelley est le directeur du programme Augmentation System Port INterface (ASPIN) chez Lockheed Martin Space. ASPIN est un adaptateur d'amarrage que la société inclura dans son bus satellite de combat LM 2100, qui permettra des mises à niveau du matériel et des instruments en orbite. L'adaptateur a été conçu pour avoir beaucoup d'espace ouvert pour prendre en charge les interfaces de ravitaillement, comme le port RAFTI d'Orbit Fab.
L'astronaute Christina Koch met l'équipement d'Orbit Fab à l'épreuve sur la Station spatiale internationale. Crédit :NASA et l'ISS U.S. National Laboratory
Plus tôt ce mois-ci, la société a annoncé qu'elle avait terminé les tests environnementaux avec le Lockheed Martin IN-space Upgrade Satellite System (LINUSS), qui sera lancé en orbite plus tard cette année. Similaire dans son concept à ASPIN, la technologie LINUSS démontrera comment les petits CubeSats peuvent mettre à niveau les constellations de satellites pour étendre leurs opérations et prolonger leur durée de vie.
Cette recherche fait partie d'un effort plus large visant à développer la technologie et les outils nécessaires pour réparer, ravitailler, et moderniser les satellites en orbite. En prolongeant leurs capacités et leur durée de vie, moins de satellites disparaîtront avec le temps, atténuant ainsi la possibilité de collisions et de débris orbitaux au fil du temps. Après tout, commercialiser LEO signifie que nous devons prendre des mesures pour éviter que le syndrome de Kessler ne gâche tout !
