Des stations essence dans l'espace pour préparer le développement du marché spatial

^{Représentation numérique de la capsule de ravitaillement Furphy}

Chez Altium, on adore soutenir les entrepreneurs et leurs startups innovantes en leur prodiguant nos outils de conception de PCB. Orbit Fab est l'une de ces entreprises. Dans cet article, les partenaires Daniel Faber et Jeremy Schiel proposent leur vision de l’avenir du secteur spatial, et parlent d'une nécessité impérieuse : la création de postes de ravitaillement pour les satellites. Avec l’aide de nos partenaires de chez Bolt (un incubateur de talents dans le secteur de la technologie), Orbite Fab a mis au point un projet préliminaire, qui a été lancé par une fusée SpaceX Dragon en décembre 2018 et a trouvé sa place au sein de la Station spatiale internationale. Lisez la suite pour en savoir plus sur le dispositif Furphy et découvrir pourquoi le ravitaillement des satellites fera partie intégrante du prochain chapitre de la technologie spatiale.

Judy Warner : Pourriez-vous nous en dire plus sur votre parcours professionnel et nous expliquer comment est né Orbit Fab ?

Jeremy Schiel et Daniel Faber : À la tête de Deep Space Industries (DSI), Daniel Faber a développé une entreprise de technologie bien établie, défendant avec détermination sa vision : envoyer dans l'espace les ressources nécessaires au développement de l'économie spatiale. Sous sa direction, l'entreprise a commercialisé ses premiers produits, générant une traction importante et faisant grimper le chiffre d'affaires de zéro à près de 10 millions de dollars. Ces produits ont changé les réglementations et la perception générale à l'égard des ressources spatiales, et ont offert à DSI une légitimité qui a amené l'entreprise à créer et à commercialiser ensuite l'ensemble des technologies nécessaires à l'exploitation minière des astéroïdes.

Jeremy Schiel a quitté l'industrie automobile pour accompagner les jeunes entreprises Deep Space Industries et Brand Delta-V dans leur développement. M. Schiel siège également au comité de direction du CONFERS, un consortium financé par la DARPA, qui a pour mission de développer des standards pour les activités de maintenance en orbite. Ambassadeur de la Space Frontier Foundation et ancien directeur de programme pour le Center for Space Commerce and Finance, M. Schiel s'attache aujourd'hui à repousser les limites de cette ultime frontière et à participer à la croissance de cette industrie.

^{Le prototype de Furphy qui volera jusqu'à l'ISS à des fins de test}

Orbit Fab imagine un avenir où l'espace accueillera un marché spatial florissant, sur lequel seront commercialisés les produits et services nécessaires aux activités des entreprises du secteur spatial existantes (communications et observation terrestre), mais aussi de nouvelles industries, comme le tourisme spatial, la fabrication spatiale et l'exploitation minière. En assurant un approvisionnement continu en propergol dans l'orbite terrestre, nous entendons développer le potentiel opérationnel des ressources spatiales, existantes ou à venir, et offrir aux exploitants de satellites une liberté sans précédent quant à la définition de leur modèle commercial. Désormais, les activités de ces satellites ne seront plus restreintes par le carburant qui les propulse. Nous fournissons le carburant dont les satellites ont besoin, à l'endroit et au moment où ils en ont besoin, pour que l'impossible devienne possible.

J. Warner : Qu'est-ce qui vous a poussés à créer Orbit Fab et pourquoi est-il nécessaire d'installer des stations essence dans l'espace ?

J. Scheil/D. Faber : Chez Deep Space Industries, nous avons travaillé sur un grand nombre de concepts de mission de prospection et d'exploitation des astéroïdes, et le carburant était un frein important pour chacun d'entre eux. C'est le principal obstacle rencontré lors de la mise en place des missions spatiales et des activités de maintenance en orbite, et il entrave également la plupart des activités commerciales que nous aimerions développer dans l'espace. Nous avons lancé Orbit Fab avec l'ambition de remédier à ce problème.

J. Warner : Lors de la création de votre entreprise, vous avez collaboré avec Bolt, une société de capital-risque et accélérateur de startups spécialisé dans le secteur de l'ingénierie. Pourquoi avez-vous choisi de faire confiance à Bolt et que vous a apporté ce partenariat ?

J. Scheil/D. Faber : Nous avons choisi Bolt pour sa formidable équipe et son atelier d'usinage, qui nous ont permis d'accélérer la croissance de notre entreprise. Sans l'aide de Bolt, nous n'aurions pas pu mener à bien la mission Furphy dans de tels délais. Bolt met à la disposition de toutes les entreprises de son portefeuille un espace de coworking qui rassemble tout ce dont une entreprise a besoin pour développer ses activités, organiser des événements et fabriquer ses produits. Nous nous réjouissons à l'idée de continuer à développer notre entreprise aux côtés de Bolt.

J. Warner : Vous avez récemment débuté votre premier test dans l'espace avec SpaceX Dragon, une capsule attachée à la Station spatiale internationale. Pourriez-vous nous parler de cette expérience ? 

J. Scheil/D. Faber : En juin 2018, nous avons signé un contrat avec le Laboratoire national de la Station spatiale internationale (ISSNL) afin de tester notre réservoir rigide et notre réservoir flexible. Lorsque nous avons créé notre entreprise, nous avions notamment pour objectif de mettre en orbite l'un de nos produits au cours de la première année. Grâce à Bolt et à toute notre équipe, nous sommes passés du dessin sur un coin de serviette au produit final en moins de cinq mois et le lancement a pu avoir lieu dès le 4 décembre 2018. À de nombreuses reprises, toute l'équipe a été mise à contribution dans l'atelier pour plier des pièces de métal et visser le matériel afin que tout soit prêt à temps. Nous avons beaucoup appris sur le processus de sécurité de la NASA et sur ce qu'implique l'envoi de matériel dans l'espace dans des délais réduits.

J. Warner : Qu'espérez-vous apprendre de cette expérience et quelles seront les prochaines étapes de votre développement ?

J. Scheil/D. Faber : Pendant cette expérience, nous testons les soupapes, les réservoirs, les pompes et la tuyauterie de notre station de ravitaillement de première génération. Ce test nous apportera toutes les informations dont nous avons besoin pour améliorer la conception en vue des lancements opérationnels prévus en début d'année prochaine. Une fois le test terminé, nous réapprovisionnerons la Station spatiale internationale avec l'eau transportée.

J. Warner : Quels types de circuits imprimés votre produit renferme-t-il et quelle est leur fonction au sein de ce système ?

J. Scheil/D. Faber : Chaque station de ravitaillement contient deux circuits imprimés.ss Le premier accueille l'ordinateur embarqué Raspberry Pi Compute Module, qui contrôle la station de ravitaillement, ainsi que les circuits de distribution de l'alimentation et les interfaces des capteurs. Le second circuit imprimé accueille les contrôleurs des pompes et soupapes. Les boutons-poussoirs, les LED et les afficheurs 7 segments, qui constituent l'interface utilisateur destinée aux astronautes, sont également situés sur ces deux circuits imprimés.

J. Warner : Comment envisagez-vous l'avenir de l'industrie aérospatiale au cours des 10 prochaines années ?

J. Scheil/D. Faber : Voici nos prédictions pour les 10 années à venir :

Les ressources spatiales : les nombreux matériaux qui seront extraits dans l'espace et envoyés dans l'orbite terrestre seront bien moins chers que leurs équivalents envoyés dans l'espace depuis la Terre. Ce phénomène touchera d'abord le propergol, les polymères (utilisés par les imprimantes 3D) et les métaux communs (fer et nickel). La liste des applications possibles est sans fin et celles-ci deviendront le moteur d'une vague d'industrialisation dans l'orbite terrestre.

Les méga-constellations en orbite terrestre basse : des milliers de satellites fourniront un accès à Internet à l'échelle mondiale, en concurrence directe avec la FTTH (Fiber to the Home). Des économies d'échelle seront réalisées grâce à une fabrication massive des satellites sur des lignes de production automatisées.

Les activités de maintenance en orbite : la possibilité d'inspecter, de réparer, de réapprovisionner et d'entretenir les satellites, mais aussi de les rapatrier lorsqu'ils deviennent obsolètes. Nous profiterons d'une plus grande flexibilité en ce qui concerne les grands satellites, que nous pourrons équiper de nouvelles technologies et reconfigurer pour mieux les adapter à l'évolution des besoins.

Les satellites immortels : grâce aux activités de maintenance en orbite, nous construirons de grands satellites autour d'une longue structure en treillis dont les sous-systèmes, tels que des antennes, des panneaux solaires et des radiateurs, pourront être ajoutés, retirés et mis à jour au gré des progrès technologiques et de l'évolution des modèles commerciaux ou du marché. La taille des satellites augmentera progressivement pour accueillir de nouvelles fonctionnalités.

L'impression 3D : la conception des fusées est régie par des contraintes liées à la taille de la charge utile ainsi qu'aux vibrations intenses subies lors du lancement. La fabrication spatiale s'appuiera sur des structures plus grandes et plus légères.

Les dépôts de carburant : des installations en orbite terrestre basse de distribution de propergol ainsi que d'autres matériaux permettront aux lanceurs de lancer des charges utiles très importantes, puis de les réapprovisionner en carburant afin qu'elles se positionnent sur leur orbite opérationnelle. En comparaison avec un lancement direct dans l'orbite opérationnelle, cette approche nous promet des économies considérables.

La réduction des coûts liés au lancement : les nouveaux lanceurs pourraient nous permettre de diviser par deux le coût du lancement en orbite des satellites d'ici 3 à 5 ans. Nombre d'entreprises naissantes pourront ainsi pénétrer plus facilement le marché et seront en mesure de rivaliser avec les acteurs déjà établis sur le marché des produits et services spatiaux. Le retour des États-Unis à l'exploration humaine de l'espace, avec les trois candidats que sont SpaceX, Boeing et Blue Origin, devrait déboucher sur une réduction des coûts suffisante pour développer le secteur du tourisme spatial.

Ensemble, ces innovations révolutionneront l'industrie spatiale, bouleversant par là même les modèles commerciaux actuels et offrant des possibilités sans précédent de création de valeur.

J. Warner : Nous vivons une époque passionnante pour l'innovation spatiale ! Comment nos lecteurs peuvent-ils trouver plus d'informations sur Orbit Fab et suivre vos progrès ?

Les lecteurs peuvent retrouver toutes nos actualités sur notre site Web. Nous publions également sur les réseaux sociaux : LinkedIn, Facebook, Twitter et Instagram.

J. Warner : Je vous remercie infiniment d’avoir pris le temps de partager avec nous l'histoire et la vision d'Orbit Fab. Nous vous souhaitons le meilleur pour l'avenir.

J. Scheil/D. Faber : Merci à vous de nous en avoir donné l'occasion.