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Arianespace doit lancer dans la nuit de jeudi à vendredi les satellites Insat-3D, un satellite météorologique réalisé par l'agence spatiale indienne et Alphasat, le satellite de télécommunications commerciales le plus sophistiqué au monde. Pour cette mission, la performance demandée au lanceur est de 9.674,1 kgkg, dont 8.710 kg représentent la masse des satellites Alphasat (6.649 kg) et Insat-3D (2.061 kg) à séparer sur l'orbite visée.
Pour rappel, la performance maximale offerte par le lanceur Ariane 5 ECA pour une orbite standard inclinée à 6° est supérieure à 10.300 kg. Une prouesse atteinte le 7 février 2013 par lanceur L568, au profit des satellites Amazonas-3 et Azerspace / Africasat-1A.
Alphasat est le premier satellite à utiliser les capacités élevées de la plateforme de nouvelle génération Alphabus. Réalisé dans le cadre d'un partenariat public privé (PPPPPP) entre l'International maritime satellite organization (Inmarsat) et l'Agence spatiale européenneAgence spatiale européenne (Esa), Alphasat a été conçu par Astrium à partir de la plateforme de nouvelle génération Alphabus développée en partenariat avec Thales Alenia Space. Cette plateforme est la réponse de l'Europe à la demande accrue de charges utiles de communication plus volumineuses, pour faire face aux besoins futurs en termes de services et de débitdébit. Pour Gérard Berger, responsable marketing des satellites de télécommunications d'Astrium « C'est plus qu'un satellite. C'est trois missions sur la même plateforme ! ».
Le satellite Alphasat, sans ses panneaux solaires et sa grande antenne, dans les locaux d’Intespace pour y subir ses essais de performances radiofréquences en chambre anéchoïque (mars 2013). © S. Corvaja, Esa
Alphasat : une centrale de téléphonie en orbite
Alphasat, est avant tout une mission commerciale de « communication avancée en bande L pour Inmarsat » qui vise aussi la qualification en orbite de la plateforme Alphabus, « la plus puissante du marché ». Compte tenu de ses performances et de sa puissance, « cette plateforme est prévue pour couvrir des missions emportant un satellite de 8.800 kg et d'une puissance et d'une masse de charge utile allant respectivement jusqu'à 22 kW et 2.000 kg », souligne Marc Benhamou, responsable de la ligne de produit satellite chez Thales Alenia Space. Le satellite hébergera également « quatre démonstrateursdémonstrateurs technologiques pour l'Esa qui seront opérés par Inmarsat », précise Gérard Berger.
Le satellite Alphasat, qui fonctionnera pendant au moins 15 ans, est conçu pour fournir un service de communication à Inmarsat, premier fournisseur mondial de services de télécommunications mobilesmobiles par satellite. La compagnie souhaite s'étendre à travers l'Europe, l'Asie, l'Afrique et le Moyen-Orient.
Des communications mobiles sans infrastructures terrestres
L'intérêt de ce satellite est de rendre possible des communications mobiles « à partir de terminaux qui ne nécessiteront pas d'infrastructures terrestres ». Surtout, l'utilisation de la bande L, de grande longueur d'onde, permet aux utilisateurs de ne pas se soucier de la position du satellite pour communiquer. « Cette fréquence très basse se propage très bien et est très robuste par rapport à l'orientation du récepteur ». Concrètement, nul besoin d'un terminal pointé précisément vers le satellite pour communiquer. C'est une des raisons pour lesquelles le satellite emporte « une immense antenne, de forme ovale et de plus de 100 m2 (11 m x 13 m) ». La valeur ajoutée d'Alphasat est qu'il fournit un service performant dans cette liaison alors que la largeur du spectrespectre disponible en bande L est très faible. Toute l'astuce consiste à « gérer les ressources disponibles dans un principe similaire à celui des fréquences radio ».
L'antenne d'Alphasat est construite par le groupe Northrop Grumman. À la différence des antennes des satellites de télécommunications conçues pour couvrir des régions précises, celle d’Alphasat dispose de faisceaux pouvant être formés de façon électronique pour s’adapter en temps réel aux régions à privilégier en fonction du trafic. © Northrop Grumman
Résultat, ce satellite s'apparente à une « centrale de téléphonie en orbite » capable de gérer 200 cellules (zones de couvertures) et de réutiliser en moyenne 50 fois chaque fréquence. L'innovation majeure étant qu'il peut « répartir les canaux de fréquence et la puissance de chaque faisceau en fonction des besoins des utilisateurs », explique Gérard Berger. Alphasat gère le nombre d'utilisateurs d'une cellule à une autre avec une « flexibilité et une intelligenceintelligence embarquées qui sont sans aucun équivalent dans le monde ».
Avec ce satellite, Inmarsat vise des utilisateurs professionnels (journalistes, prospections pétrolières, ONG, forces armées, etc.) qui ont besoin de disponibilité permanente, de fiabilité et de sécurité pour leurs communications. Et ce, notamment dans des zones à faible couverture par les réseaux terrestres, isolées en montagne, dans le désertdésert ou en mer.
Un satellite avec quatre charges utiles de démonstration technologique
Le premier démonstrateur est un terminal de communications laserlaser qui « préfigure et prépare le système européen de relais de données en orbite (EDRS pour European Data Relay System) ». Il permettra des liaisons de donnéesliaisons de données à grande vitessevitesse entre les satellites en orbite basse et ceux placés en orbite géostationnaire, « améliorant considérablement les applicationsapplications et les services en matièrematière d'observation de la Terre ». L'idée est d'utiliser un « faisceau laser entre deux satellites » pour envoyer les données à haut débit (180 Mb/s) à Alphasat, qui les convertira et les retransmettra au sol en bande Ka.
Le second démonstrateur est une expérience de communication dans les bandes Q et V qui sont au-dessus de la bande Ka dans le spectre de fréquence. Elles ne sont pour l'instant pas utilisées. Le but est de caractériser leur environnement et de valider leur utilisation potentielle de façon à optimiser les services satellitaires en bande Ka, voire d'ouvrir de nouveaux services commerciaux.
Quant à la troisième charge utile, il s'agit d'un senseursenseur d'étoilesétoiles expérimental qui utilise un nouveau type de matrice active de détecteurs à couplage de charge, les fameux CCDCCD. Enfin, le quatrième démonstrateur est un instrument pour caractériser l'environnement spatial. Il surveillera notamment l'environnement radiatif GEO et ses effets sur les composants électroniques et les capteurs du satellite.
