Un engin spatial en orbite basse qui met les voiles n’échappera pas au sort que la gravité lui réserve, contrairement à ce que notre intuition suggère : il finira bel et bien par se consumer dans l’atmosphère terrestre. Ce sont les lois de l’aérodynamique et de la mécanique céleste que Xinetis compte exploiter pour désorbiter plus rapidement les petits satellites spatiaux en fin de vie et éviter leur prolifération, propice aux collisions et à la création de débris au potentiel dévastateur. Le projet a été présenté aux Assises du New Space, les 5 et 6 juillet 2023.
Née en 2021, cette deeptech poursuit cet objectif en mettant au point Icare – clin d’œil au personnage mythologique qui s’est brûlé les ailes. Cette voile aérodynamique ferait office de dispositif de désorbitation passive. « Les résidus d’atmosphère qui subsistent même à 600 kilomètres d’altitude créeront une traînée qui ralentira le satellite », indique Clément Lingois, président de Xinetis.
Du fait de ce léger freinage, le satellite perdra de l’altitude, jusqu’au point où la densité de l’atmosphère conjuguée à sa grande vitesse relative suffiront pour l’incinérer.
Métal super-élastique
Diplômé de l’Isae/Ensma (Institut supérieur de l’aéronautique et de l’espace/Ecole nationale supérieure de mécanique et d’aérotechnique) en octobre 2022, Clément Lingois imagine ce concept en 2019, alors qu’il est encore étudiant. Le fonctionnement repose sur les propriétés de super-élasticité de certains matériaux métalliques, qui ont la capacité de « se déformer dans le champ élastique beaucoup plus que les métaux traditionnels », précise-t-il. Il s’agit en l’occurrence d’un alliage de nickel et de titane, fourni par le messin Nimesis, spécialisé dans les composants pour l’industrie spatiale.
Dans le cas d’Icare, quatre tiges, constituées de cet alliage et longues de 70 centimètres chacune, sont enroulées autour d’un axe, à l’intérieur d’une plaque. Contraints, ces « mâts » emmagasinent de l’énergie à la manière de ressorts spirales. « Quand on veut désorbiter le satellite, on libère l’axe central grâce à un actionneur, explique Clément Lingois. Les mâts se détendent et sortent de la plaque en suivant des guides. Ainsi, les quatre quarts de voile accrochés à l’extrémité de chaque mât se déploient. »
Placée à l’opposé des panneaux solaires équipant le satellite, la voile Icare tendue par son armature adoptera la forme finale d’un cône, une surface géométrique « qui optimise la zone de frottement », selon Clément Lingois. Elle pourrait désorbiter des nanosatellites 1U à 4U (de 10 à 40 litres de volume) placés à 500 km d’altitude au bout d’un an seulement, au lieu de 5 à 25 ans quand la nature seule accomplit son oeuvre.
Un premier essai en 2025
Pour le moment, la loi pour les opérations spatiales (LOS), opérée par le Cnes pour le compte de l’Etat, n’impose pas ce genre de fonction, active ou passive. Mais la situation pourrait changer alors que la problématique des débris spatiaux se fait toujours plus pressante, au regard de la densification du « trafic » spatial.
Icare a atteint un niveau de maturité technologique (TRL) de 2/3, d’après son concepteur : « Je suis en train de réaliser des prototypes par impression 3D. Une revue de fin de phase B (la troisième phase sur sept d'un projet spatial, ndlr) est prévue en septembre 2023 avec le Cnes et on doit montrer qu’on a levé un verrou technologique grâce à un système de déploiement fonctionnel. »
Le projet est soutenu par Way4Space, un centre d’innovation pour le spatial situé en Gironde, et le Naasc (Nouvelle Aquitaine academic space center), qui regroupe plusieurs établissements d’enseignement supérieur de la région. « Notre premier lancement est prévu en 2025 et nous testerons notre système sur un nanosatellite universitaire du Naasc », déclare Clément Lingois. Lequel reconnaît des concurrents étrangers, citant en particulier l’italien NPC Spacemind. « Ils ont déjà fait plusieurs essais », signale-t-il. Xinetis a l'ambition de faire partie de cette nouvelle famille de nettoyeurs de l'espace.
