Des ingénieurs européens conçoivent des « dépanneuses » spatiales pour satellites, capables d’entretenir, réparer et ravitailler des équipements précieux en orbite, à plusieurs centaines de kilomètres au-dessus de nos têtes.
Aujourd'hui, les exploitants de satellites disposent de très peu d'options lorsque leurs équipements spatiaux sont à court de carburant, que les panneaux solaires sont endommagés ou que des codes d'erreur les empêchent de fonctionner.
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Certains problèmes logiciels peuvent être corrigés depuis le sol, et les ingénieurs peuvent trouver des parades à certains pépins matériels, mais, en règle générale, lorsqu'un satellite a besoin de maintenance, il n'existe aucun service de dépannage spatial à appeler.
Résultat : de nombreux vieux satellites finissent soit par être parqués sur ce qu'on appelle des orbites cimetière, soit, dans les pires cas, par dériver et tournoyer hors de tout contrôle, faisant peser un risque sur les autres équipements spatiaux et accroissant la quantité de débris en orbite.
Alors que le nombre d'engins spatiaux augmente rapidement, des ingénieurs européens travaillent désormais sur des mécaniciens robotiques capables de prolonger la vie des anciens satellites ou d'éloigner les satellites hors d'usage des orbites les plus stratégiques.
« C'est comme une dépanneuse sur une route », explique Stéphanie Behar-Lafenêtre, cheffe de projet chez Thales Alenia Space pour la mission EROSS (European Robotic Orbital Support Services), financée par l'Union européenne.
Leur objectif est de lancer en 2028 un petit satellite européen doté d'un bras robotique, dans le cadre d'une mission de démonstration.
Au cours de cette mission, il rejoindra son satellite cible, effectuera une inspection en vol autour de lui, puis démontrera sa capacité à l'attraper et à le ravitailler. Thales Alenia Space travaille également sur des connecteurs universels de type USB qui permettraient au robot d'assembler plus facilement des composants dans l'espace.
D'ici au début des années 2030, l'ambition est que des dépanneuses spatiales à la EROSS soient déployées pour des clients payants.
« L'idée, c'est que vous puissiez simplement demander un service pour vous remorquer ailleurs, réparer quelque chose ou faire le plein. Il s'agit de proposer des services à des éléments spatiaux qui, à l'origine, n'étaient absolument pas conçus pour ça », confie-t-elle à Euronews Next.
Ce dernier point est essentiel. La plupart des satellites actuellement en orbite autour de la Terre n'ont jamais été conçus pour être entretenus. Ils ont été fabriqués avec l'idée qu'une fois lancés, ils fonctionneraient de manière autonome jusqu'à épuisement de leur carburant ou jusqu'à une panne critique.
Mais aujourd'hui, avec près de 15 000 satellites opérationnels en orbite et plusieurs milliers d'engins hors service toujours dans l'espace, il est évident que les services en orbite sont mûrs pour le développement, y compris des systèmes capables d'attraper et de réparer des engins « non coopératifs ».
Jean-Luc Maria, directeur général et cofondateur d'ExoTrail, présente cette évolution comme un basculement naturel : des satellites, autrefois outils d'exploration et de découverte, sont devenus aujourd'hui des infrastructures essentielles au fonctionnement de la vie sur Terre.
« Quand on atteint une masse critique de cette infrastructure, de nouveaux besoins apparaissent en matière de gestion de cette infrastructure », explique cet ingénieur français à Euronews Next. C'est simple : tout comme les autoroutes et les pylônes télécoms ont besoin d'équipes de maintenance, les satellites aussi.
Attraper les satellites non préparés
Les défis techniques liés à l'entretien de la plupart des satellites en orbite sont immenses. Pour commencer, « il faut essayer d'identifier et d'attraper quelque chose qui, à l'origine, n'a absolument rien prévu pour être saisi », explique Behar-Lafenêtre. Pour la mission EROSS, le robot spatial visera l'anneau métallique qui reliait à l'origine le satellite à sa fusée au moment du lancement.
Cet anneau, même s'il n'est ni universel ni standardisé, est présent sur environ les trois quarts des engins spatiaux et il est systématiquement conçu pour être robuste.
« Une fois que vous l'avez saisi, vous pouvez le remorquer », poursuit Behar-Lafenêtre.
« Vous pouvez ainsi reprendre la main sur son contrôle d'attitude et d'orbite, mais aussi le déplacer d'un point de l'orbite à un autre. Vous pouvez assumer toutes les fonctions que l'engin spatial n'est plus capable d'assurer lui-même », ajoute-t-elle.
Certaines constellations ont anticipé de futurs services de maintenance, comme les satellites Eutelsat OneWeb, qui ont été lancés avec une plaque magnétique sur le côté.
« C'est un très bon exemple », souligne Maria. « Nous savons que nous pourrions potentiellement concevoir une contre-plaque à fixer sur le satellite OneWeb qui, à un moment donné, aura besoin d'être entretenu. »
ExoTrail est déjà en bonne voie pour offrir des services à des tiers, grâce à un dispositif qu'elle appelle le spacevan.
Ce dispositif, qui a volé pour la première fois avec SpaceX en 2023, emporte de petits satellites loin de la fusée et les dépose chacun sur une orbite très précise, comme un livreur qui dépose des colis chez les particuliers et les entreprises.
C'est ce que Maria appelle leurs « services initiaux », une sorte de covoiturage spatial pour la desserte du dernier kilomètre. L'entreprise prépare maintenant quelque chose de plus ambitieux : à savoir des capacités complètes de rendez-vous et d'amarrage qui permettront l'inspection, l'extension de durée de vie, le ravitaillement et, à terme, les réparations en orbite.
Un autre segment de marché clé visé par ExoTrail est la désorbitation, qui consiste à pousser volontairement le satellite d'un client vers une zone déserte de l'océan. Le mois dernier, la société a annoncé un partenariat avec l'entreprise spatiale japonaise Astroscale pour démontrer une désorbitation précise d'ici 2030.
Obstacles juridiques et marché incertain
Si les défis techniques sont immenses, le cadre juridique reste lui aussi flou. Si deux satellites entrent en collision lors d'une opération de maintenance, qui est responsable ? Si un véhicule de service français s'amarre à un satellite japonais, de quel pays relève le droit applicable ? Autant de questions auxquelles la France, le Japon et d'autres pays tentent de répondre au travers de cadres comme la future loi spatiale de l'UE (EU Space Law) et des accords bilatéraux.
S'ajoute ensuite la question de savoir qui paiera pour ces services en orbite et quelle sera réellement la taille du marché. « Il est difficile d'estimer le marché, car on se heurte au dilemme de la poule et de l'œuf », reconnaît Behar-Lafenêtre. « Il faut toujours d'abord démontrer que vous êtes capables de le faire pour que quelqu'un s'intéresse à l'achat du service. »
Le premier marché le plus évident se situe très loin de la Terre, à plus de 35 000 kilomètres au-dessus de nos têtes, sur l'orbite géostationnaire. C'est là que les opérateurs de télécommunications disposent de flottes vieillissantes qu'ils préfèreraient entretenir plutôt que remplacer.
Avec l'arrivée de méga-constellations en orbite basse offrant des solutions de télécommunications alternatives, l'orbite géostationnaire est devenue moins attractive pour les nouveaux lancements. Les services de prolongation de vie y présentent donc un intérêt économique particulier.
Les services en orbite ont aussi des implications majeures en matière de défense, susceptibles de générer une forte demande. La capacité à inspecter, approcher et manipuler des satellites en orbite est une application clé dans le domaine militaire.
« Par essence, c'est une technologie duale », reconnaît Maria. La Russie, la Chine et l'Inde ont toutes démontré des capacités avancées dans ce domaine. La Chine a déplacé un satellite géostationnaire de plusieurs milliers de kilomètres en 2022, tandis que l'Inde a démontré un amarrage en orbite il y a quelques mois.
« Un long voyage »
Tout n'est pas pour autant un long fleuve tranquille. La NASA a elle aussi été confrontée au dilemme de la poule et de l'œuf avec sa mission OSAM-1 (On-orbit Servicing, Assembly, and Manufacturing), annulée en 2024 après l'explosion des coûts et l'absence de marché commercial pour le ravitaillement de satellites non préparés.
Pendant ce temps, les Mission Extension Vehicles de Northrop Grumman opèrent en orbite géostationnaire depuis 2020, prolongeant la durée de vie de satellites d'Intelsat. Le Mission Robotic Vehicle de nouvelle génération de l'entreprise, dont le lancement est prévu cette année, utilisera une robotique avancée pour installer des « modules d'extension de mission » et réaliser des inspections, des réparations et même le retrait de débris.
Au-delà de Thales Alenia Space et d'ExoTrail, plusieurs entreprises européennes développent des capacités de service en orbite.
ClearSpace, une start-up suisse, a signé un contrat avec l'Agence spatiale européenne (ESA) pour sa première mission active de retrait de débris spatiaux en 2027. Leur système repose sur deux satellites travaillant de concert pour la première mission commerciale de retrait actif de débris en orbite basse. Plus tard dans la décennie, l'entreprise entend également démontrer sa technologie d'amarrage et de prolongation de la durée de vie d'un satellite en orbite géostationnaire.
Autre acteur clé : l'italien D-Orbit, qui a commencé avec son ION Satellite Carrier, un concept similaire au spacevan d'ExoTrail, et vise désormais la création d'une « économie spatiale circulaire », en utilisant les débris spatiaux comme ressource. En 2024, l'entreprise a signé un accord avec l'ESA pour une mission baptisée RISE, qui démontrera un rendez-vous et un amarrage sûrs avec un satellite géostationnaire afin d'en prolonger la durée de vie utile en 2028.
L'avenir des services en orbite devrait être plus clair d'ici 2030. Et en moins d'une décennie, une technologie qui relève aujourd'hui de la science-fiction pourrait devenir un élément de routine de la gestion du trafic spatial européen.
Maria appelle néanmoins à garder les pieds sur terre. « Nous devons adopter une approche étape par étape », prévient-il.
Attraper un satellite non coopératif qui tourne rapidement hors de tout contrôle dans l'espace n'est toujours possible qu'au cinéma. « Globalement, ce sera probablement un long voyage pour toutes les entreprises », sourit-il.
Reste qu'une simple dépanneuse spatiale européenne est en préparation, avec à la clé la possibilité de ravitailler et de sauver des engins spatiaux valant plusieurs centaines de millions d'euros, en prolongeant la vie d'infrastructures cruciales qui connectent notre monde.