dimanche 11 mai 2014

Evolutions prochaines du marché des microsatellites japonais

A lire sur: http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/75848.htm

Deux annonces successives d'acteurs majeurs du spatial nippon laissent entrevoir d'importants changements dans le marché des microsatellites au Japon. Tout d'abord IHI Aerospace, par l'intermédiaire de sa filiale Meisei Denki (Meisei Electric Co.), a confirmé fin avril sa volonté d'entrer sur le marché des microsatellites d'observation de la Terre (voir BE Japon numéro 669). La JAXA vient également d'annoncer que les lancements en charge auxiliaire de microsatellites de 10 cm à 50 cm de côté, qu'elle effectuait jusqu'à présent gratuitement et exclusivement pour des acteurs académiques japonais ou via des partenariats spécifiques seraient dorénavant ouverts contre rémunération aux acteurs privés.

Le Japon est un pays très actif dans le domaine de l'ingénierie spatiale, particulièrement dans la conception de micro et nano satellites. Il possède en effet un nombre important de laboratoires universitaires spécialisés dans la recherche et le développement pour le spatial pour qui les microsatellites constituent à la fois un champ de recherche technologique (conception et exploitation des satellites) et scientifique (compréhension et utilisation des données recueillies). Ils y voient aussi un moyen efficace de former des étudiants aux disciplines du spatial. L'organisation de ces laboratoires via des réseaux nationaux tels que l'UNISEC permet, notamment via des colloques organisés régulièrement (voir BE Japon numéro 671), de donner une visibilité à la thématique et d'obtenir des fonds de recherche spécifiques.

Lancement effectué en février 2014 de deux nanosatellites (Cubesats 3U) à partir du rack spécialement installé dans le sas du module JEM/Kibo, manipulé à l'extérieur de la Station grâce au bras robotisé du module japonaisCrédits : JAXA/NASA

C'est le cas par exemple du laboratoire ISSL de l'université de Tokyo, dirigé par le professeur Nakasuka, qui a développé la série de satellites Hodoyoshi. Ces microsatellites, dont quatre devraient être lancés pour le compte de l'université de Tokyo cette année sur des fusées ukrainiennes Dnepr, ont tous le même bus et présentent une masse au lancement inférieure à 70 kg. Ce bus ainsi que certains composants développés spécialement pour cette série, comme le micro propulseur ionique MIPS (voir BE Japon numéro 655), pourraient être utilisés sur de nombreux systèmes à venir via des fonds attribués par différents ministères japonais (par d'autres universités, mais aussi sur des missions JAXA de faible dimensionnement ou à but de démonstration technologique). C'est également de ce laboratoire qu'est issue la première start-up consacrée intégralement à la fourniture de solution clefs-en-main pour la conception, le développement et le lancement de satellites au Japon : Axelspace.

Les microsatellites Hodoyoshi 1 (en haut) et Hodoyoshi 2 (en bas)Crédits : Nano-Satellite Center, Tokyo University

En revanche, l'annonce d'IHI est surprenante car il s'agirait du premier gros industriel japonais à montrer un intérêt marqué pour le marché des microsatellites (50 à 100 kg). Une première annonce, faite en automne 2013 après le rachat par IHI de Meisei Electric Co., société spécialisée dans la production de composants spatiaux, annonçait une entrée sur le marché dès 2015; mais l'annonce officielle faite cette fois-ci fixe l'objectif à 2016 ou 2017 (pour plus de détails voir le BE Japon numéro 669). Le modèle de fonctionnement est, encore une fois, clefs-en-main avec un objectif de prix lancement compris à moins de 10 milliards de yens (7,15 millions d'euros). Pour parvenir un tel prix, l'industriel compte sur le lancement par blocs d'une dizaine de microsatellites à l'aide de son lanceur à propulsion solide Epsilon (premier lancement réussi en septembre 2013, prochain lancement prévu en 2016), ce qui réduirait le coût de lancement pour un microsatellite de 100 kg à environ 0,3 milliards de yens (2,15 millions d'euros).

Le microsatellite WE WISH développé par Meisei Electric Co.Crédits : Meisei Electric Co.

Cependant l'annonce récente de la JAXA introduit un changement significatif. En effet la JAXA mettait traditionnellement à disposition l'espace libre disponible sur son lanceur H-IIA à des micro ou nano satellites universitaires japonais, sans contrepartie financière. De plus, elle permettait depuis l'entrée en mode opérationnel du module japonais JEM/Kibo de la Station Spatiale Internationale le lancement de microsatellites directement depuis une orbite basse, en les emportant dans le cargo de ravitaillement HTV puis en les relâchant via le sas du module JEM/Kibo à l'aide du bras robotique situé à l'extérieur de la Station. A raison de trois à dix candidats par lancement de fusée H-IIA (environ deux à trois lancements par an) et autant par cargo de ravitaillement HTV (un par an), on peut estimer que 10 à 30 microsatellites par an ont été ainsi lancés gratuitement par le Japon. Devant le succès rencontré dans ce domaine et la récente évolution vers le marché privé, la JAXA a donc décidé d'ouvrir les candidatures aux acteurs privés. Ceux-ci pourront candidater à un lancement directement de la station internationale comme à un lancement en charge auxiliaire sur une fusée H-IIA, le tout contre rémunération. A partir de la Station Internationale ne peuvent pour l'instant être lancés que des nano satellites (Cubesats 1U : cubes de 10 cm de côté à Cubesats 3U : pavés de 10 cm de section et de 30 cm de longueur). Un nouveau système actuellement en cours de développement devrait permettre de lancer des microsatellites de dimension maximale 50 x 50 x 35 cm.

Le mécanisme de séparation JSSOD (JEM Small Satellite Orbital Deployer), développé spécialement par la JAXA pour le lancement de nanosatellites depuis la Station Spatiale InternationaleCrédits : JAXA

En revanche plusieurs systèmes de séparation adaptables permettent de lancer depuis une fusée H-IIA n'importe quel satellite dans la gamme Cubesat (10 cm de côté, masse maximale 1,5 kg) et microsatellites (50 cm de côté, masse maximale 50 kg). Les prix annoncés pour ces lancement sont extrêmement bas : pour un lancement depuis la Station Spatiale Internationale 3 millions de yens (21 500 euros) pour un Cubesat 1U; 5 millions de yens (36.000 euros) pour un Cubesat 2U; 8 millions de yens (57.000 euros) pour un Cubesat 3U et 104 millions de yens (743.000 euros) pour un microsatellite de classe 50 cm. Pour un lancement en charge auxiliaire sur H-IIA, les prix annoncés sont de 27 millions de yens (193.000 euros) pour un Cubesat 1U, 78 millions (557.000 euros) pour un microsatellite de classe 50 cm, ou 53 millions de yens (378 500 euros) si le candidat développe et fournit également son propre mécanisme de séparation pour un microsatellite de classe 50 cm.

Les mécanismes de séparation proposés par la JAXA pour l'installation de micro et nano satellites en charges auxiliaires à l'intérieur de la coiffe de H-IIA. En haut, J-POD (JAXA Picosatelite Deployer), à gauche en vue d'ensemble sur son support, à droite en vue rapprochée faisant apparaître le mécanisme de séparation (porte à clapet + ressort mécanique). J-POD peut embarquer jusqu'à quatre Cubesats 1U. En bas, PAF239M (Payload Attach Fitting 239M), permettant de déployer un microsatellite de taille maximale 50 x 50 x 50 cm.Crédits : JAXA

On remarquera que ces prix incitent plutôt à lancer les nano satellites de catégorie Cubesat depuis la Station Spatiale Internationale tandis que le coût de revient du lancement d'un microsatellite de classe 50 cm sera bien inférieur si le lancement est effectué en charge auxiliaire d'H-IIA. Plusieurs raisons peuvent permettre d'expliquer cette différence de traitement. L'acheminement des microsatellites vers la Station Spatiale Internationale doit nécessairement se faire dans un cargo HTV, aux dépens d'autres expériences scientifiques ou de consommables nécessaires à la vie des astronautes dans la Station : il est donc compréhensible que l'acheminement de satellites plus imposants par cette voie ne soit pas encouragé. Par ailleurs, les nano satellites ne disposant pas de dispositif de contrôle d'attitude ni de rehausseurs d'orbite, leur lancement depuis la Station Spatiale internationale (orbite basse circulaire entre 330 et 435 km, inclinaison 51,6°) permet d'éviter les zones denses en satellites opérationnels et donc génère un moindre risque de création de débris spatiaux et entraîne par ailleurs leur chute rapide vers la Terre.

La JAXA précise que deux procédures de candidatures seront dorénavant menées en parallèle : une pour les acteurs académiques japonais qui pourront continuer à bénéficier de lancements gratuits et une pour les acteurs privés. Elle promet de toujours conserver quelques places pour la recherche académique mais ne précise cependant pas si elle donnera la priorité aux acteurs privés ou publics et si elle instaurera un ratio de microsatellites universitaires et privés par lancement ou pas.

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Acronymes utilisés :
- IHI : Ishikawajima Harima Heavy Industries
- ISSL : Intelligent Space Systems Laboratory
- JAXA : Japan Aerospace Exploration Agency
- UNISEC : University Space Engineering Consortium

Pour en savoir plus, contacts :
- Le site de l'UNISEC {Anglais} : http://www.unisec.jp/flash/index-e.html
- Le site de la start-up Axelspace {Anglais} : http://en.axelspace.com/
- Le microsatellite "WE WISH" développé par Meisei Denki {Anglais} : http://www.meisei.co.jp/english/news/2011/0617_636.html
- Le site de l'industriel IHI Aerospace {Anglais} : http://www.ihi.co.jp/ia/en/
Code brève, ADIT : 75848
Sources :
- L'article du quotidien Nikkan Kogyo en date du 28/04/2014 {Japonais} : http://www.asahi.com/tech_science/nikkanko/Cnikkanko20140428008.html
- L'article en ligne de la NHK en date du 04/05/2014 {Japonais} : http://www3.nhk.or.jp/news/html/20140504/k10014216971000.html
- Les nouvelles procédures JAXA de candidature pour les charges auxiliaires {Japonais} : http://aerospacebiz.jaxa.jp/jp/ainori/results.html
Rédacteurs :
Matthieu PY - adjoint(point)cnes(arobase)ambafrance(tiret)jp(point)org

Origine : BE Japon numéro 689 (9/05/2014) - Ambassade de France au Japon / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/75848.htm

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