Spacebus

Spacebus® est le nom donné à la famille de satellites de télécommunications géostationnaires développée à partir des années 1980 par Aerospatiale, devenue maintenant Thales Alenia Space, dans le Centre spatial de Cannes Mandelieu.

À cette époque, Aerospatiale est alliée avec la firme allemande MBB pour la réalisation de satellites, dont le programme franco-allemand Symphonie. Suite à un concours à idées lancé au sein des deux firmes, c'est Guy Lebègue, ingénieur au département marketing d'Aerospatiale/Satellites, qui invente ce nom le 23 août 1983, par référence au programme aéronautique Airbus.

Un accord franco-allemand Spacebus, est signé le 9 décembre 1983 entre Henri Martre, PDG d'Aerospatiale, et Hans Vogels, président de MBB. La marque Spacebus est déposée à l'Institut national de la propriété industrielle (INPI).

Le nom devient celui d'un produit qui va se vendre à des dizaines d'exemplaires, tous exportés, un gros apport de devises pour les pays des entreprises participant, une référence pour leur balance commerciale compte tenu du prix d'un Spacebus qui est proche de celui d'un Airbus A320.

Un numéro d'ordre suit le nom, représentatif de la classe de poids des satellites : 1000, pour la tonne, 2000, etc.

Le nom Spacebus fut attribué également aux satellites en cours de réalisation lors du dépôt de marque, bien que d'architecture différente (mais absolument pas aux satellites Symphonie qui étaient déjà lancés depuis plusieurs années, et ne sont donc pas des Spacebus) :

• Spacebus 100 pour les satellites Arabsat de première génération
• Spacebus 300 pour les satellites de télévision directe du programme franco-allemand TDF 1 & 2, TV-Sat 1 & 2, et du programme suédois Tele-X.

Un satellite est généralement composé de deux parties : la charge utile spécifique à la mission (télécommunication, observation de la Terre, navigation, mission scientifique, etc.) et la plate-forme (ou module de service) destinée à lui apporter toutes les fonctions nécessaires.

L'idée était de développer une plate-forme générique, permettant de s'adapter aux diverses missions futures et aux évolutions des capacités des lanceurs, pour en réduire les coûts de fabrication, bénéficiant, si possible, d'un effet de série.

Et, effectivement, plus d'une soixantaine de Spacebus ont été réalisés, depuis les SB100 des satellites Arabsat de la classe d'une tonne, en 1981, jusqu'aux SB4000 de plus de cinq tonnes des années 2000.

L'architecture de la plate-forme est basée sur :

• Une conception modulaire avec un module de charge utile en forme de U permettant une intégration en parallèle du Module de service, par Aerospatiale, et des équipements de la charge utile, par un spécialiste de cette discipline, avant intégration finale et essais au Centre spatial de Cannes.
• Un tube central en matériaux composites à base de sandwich nid d'abeille et fibres de carbone, vraie colonne vertébrale du satellite, interface avec le lanceur, abritant les deux réservoirs d'ergols. Y sont accrochés divers panneaux comportant tous les équipements de servitude. Viennent s'y accrocher, en finale, trois panneaux supportant les équipements de la charge utile de communication, dont deux (en sandwich nid d'abeille à faces aluminium, pour laisser transiter les calories) vont jouer le rôle de radiateurs thermiques permettant de dissiper vers le froid spatial, par rayonnement, les calories dissipées par cette charge utile. Au début, les éléments structuraux étaient produits dans l'établissement des Mureaux d'Aerospatiale. Après séparation de son activité Satellites, le Centre spatial de Cannes Mandelieu se met à fabriquer des éléments en matériaux composites et, en particulier, la production de toutes les structures planes. Le tube central, nécessitant des outillages très spécialisés restant aux Mureaux, devenue EADS. Une deuxième source d'approvisionnement démarre chez SAAB en Suède.
• Un contrôle thermique faisant appel aux programmes de calculs et technologies les plus sophistiquées développées à Cannes depuis le programme Symphonie: radiateurs dissipatifs, super-isolations, réchauffeurs électriques, caloducs.
• Des générateurs solaires rigides, avec diverses combinaisons de panneaux, selon les puissances électriques requises.
• Une architecture électrique développée par ETCA en Belgique, avec des batteries de technologies évoluant depuis le Nickel-Hydrogène au Lithium-Ion.
• Une propulsion chimique à base de biergols développée par MBB en Allemagne. La propulsion électrique est étudiée également, développée et introduite sur deux satellites : Stentor et Astra-1K, tous deux perdus lors d'échecs de lancement.
• Un Système de contrôle d'attitude et d'orbite trois-axes développé initialement par MBB.
• Divers mécanismes pour les ouvertures des panneaux solaires et des antennes, développés et produits à Cannes.

L'évolution des Spacebus vers le haut suit celle des capacités des lanceurs depuis Ariane 1 jusqu'à Ariane 5. Mais il faut noter également que les Spacebus ont toujours été conçus pour s'adapter à tous les lanceurs disponibles sur le marché commercial : non seulement les diverses versions d'Ariane, mais également les Thor Delta, Atlas, Soyouz, Proton, Longue Marche et même, exceptionnellement, pour un lancement par la navette spatiale Discovery pour l'un des modèles d'Arabsat lancé sur la mission STS-51-G.

Ces versions sont déclinées dans les rubriques suivantes. Les tableaux citent la "fin de mission", c'est-à-dire la fin d'utilisation opérationnelle ; après quoi, le satellite est souvent hors contrôle, peut-être légèrement désorbité (manœuvre fortement recommandée à l’"Opérateur" du satellite), va dériver pour l'éternité, sa "fin de vie" ne voulant pas dire grand chose.

Certains satellites ont changé d'opérateur, avant leur lancement, ou lors de leur vie orbitale. Ils peuvent même, dans ce cas, changer de position orbitale.

Pour alléger cet article, la liste de tous les satellites figure dans un article séparé:

Spacebus 100

C'est la première apparition de l'architecture définitive, en 1981, avec la réalisation des trois premiers satellites Arabsat pour les 22 pays de la Ligue arabe, avec une puissance électrique de 2 KW. Un peu plus tard au cours du programme, le nom Spacebus 1000 fut utilisé, pour comparaison avec les Spacebus 2000.

Lanceurs

• deux des satellites furent lancés par des Ariane, en version Ariane 3 et Ariane 4
• Arabsat-1B a été lancé par la Navette spatiale, mission STS-51G à laquelle participait Patrick Baudry. Nécessite un moteur fusée supplémentaire pour transférer le satellite depuis l'orbite terrestre basse de la Navette vers l'orbite de transfert géostationnaire: le PAM-D.

Spacebus 300

Comme mentionné dans l'historique, ce nom fut attribué aux 5 satellites de télévision directe, avec une puissance électrique de 4,3 KW, du programme franco-allemand:

• TDF 1 & 2, pour les satellites français, le client étant Télédiffusion de France.
• TV-SAT 1 & 2, pour les satellites allemands
• et du suédois Tele-X pour le client Swedish Space Coporation (SSC).

Lanceurs

Ils ont tous été lancés par des Ariane

• Ariane 2, lancement simple
• Ariane 4, en lancement double.

28 octobre 1988 : lancement de TDF 1, Premier satellite européen de télévision directe.

Spacebus 2000

L'architecture évolue vers le haut avec la disponibilité de nouvelles versions d’Ariane 4. La puissance électrique est 3,5 KW.

Les clients se diversifient. Apparaissent :

• Eutelsat. Il devient le premier client de la famille Spacebus, commandant 6 satellites.
• Nahuelsat, compagnie argentine, dont la société SES GLOBAL devient actionnaire. Aerospatiale livre également le centre de contrôle du satellite implantée à Benavidez (Argentine).
• Türk Telekom, et sa série des Türksat, premiers Spacebus délivrés « clés en main » pour la Turquie.
• GE Americom, qui reprend le satellite Nahuel-1B, devenant GE-5, premier satellite de télécommunications européen vendu aux États-Unis, qui deviendra AMC 5, lors de la reprise par SES GLOBAL. C'est la première vente d'un satellite européen aux Etats-Unis.

Lanceurs

• dix des onze satellites ont fait appel à Ariane avec la perte de deux d'entre eux du fait de l’échec du lancement V63 du 24/1/1994. Les Spacebus deviennent les premiers clients de la société Arianespace.
• le dernier fait appel à un nouveau lanceur : Atlas.

Spacebus 3000

Avec la perspective des lancements par Ariane 5, apparaît la famille Spacebus 3000 avec des masses allant de 2 à 6 tonnes et des puissances électriques de 5 à 16 kW. Elle va se décliner en plusieurs versions, profitant de coiffes de plus en plus grandes.

En 1991 la coopération avec DASA s'étend à Alcatel Espace, Alenia et Space Systems/Loral, prenant le nom d'Alliance Satellites.

Spacebus 3000A

Première version développée pour la seconde génération pour Arabsat. Elle sera adoptée par deux nouveaux clients :

• Shin Satellite Shinawatra, société privée en Thaïlande fondée par Thaksin Shinawatra, et ses satellites Thaicom, premier Spacebus à couvrir l'Asie, qui deviendra Shin Satellite Ltd lors de la commande de Thaicom 5. Le contrat pour Thaicom 3 est signé le 16 janvier 1995 par le Dr Dumong Kasemset, prèsident de SSA et Louis Gallois, président d'Aerospatiale.
• Sinosat pour la Chine, et le satellite Sinosat-1. Le client est EuraSpace, filiale commune à 50/50 entre DASA et China Aerospace Corporation (CASC). C'est le premier satellite du monde occidental vendu en Chine.

Lanceurs

• Encore des Ariane 4
• Un premier lancement de Spacebus avec une Ariane 5: Thaïcom 5.
• Un nouveau lanceur utilisé, bien évidemment, pour lancer le satellite chinois Sinosat: Longue Marche (LM).

Spacebus 3000B2

Pour les versions B, la dimension de base du satellite est 2,3 x 1,8 m. Pour la version B2, la hauteur du corps de la plate-forme est 2,8 m, permettant d’accommoder une surface radiative et une puissance électrique allant jusque 6,5 kW.

Eutelsat, déjà client commande 6 satellites.

Son satellite W5 rencontre un problème technique majeur en 2008, six ans après sa mise en service : un moteur d'entrainement en rotation d'une aile de panneaux solaires se bloque, privant le satellite de la moitié de sa puissance, obligeant l'opérateur à délester sa charge utile, arrêtant certains canaux.

De nouveaux clients :

• Nordic Satellite AB (NSAB), opérateur scandinave, devenu SES Sirius le 1 décembre 2005
• Hispasat, opérateur espagnol pour des télécommunications civiles et gouvernementales
• Bundeswehr, l'armée allemande avec deux satellites jumeaux:
• SATCOMBw-2a, lancé par Ariane 5, depuis Kourou, le 1er octobre 2009 à 22h UTC
• SATCOMBw-2b, lancé par Ariane 5 le 21 mai 2010 à 22h02 UTC.

Lanceurs

• Encore une majorité d'Ariane 4
• Trois Ariane 5
• Trois autres Atlas
• Apparition d'un nouveau lanceur : Delta 4

Spacebus 3000B3

Pour cette catégorie, la hauteur du corps est portée à 3,7 m, autorisant une puissance électrique de 8,5 kW. Six nouveaux clients :

• SES Americom, opérateur privé américain
• Eurasiasat (Monaco) résultant d'un accord entre Alcatel Space (25%) et Türk Telekom (75%), devenue Turksat Satellite Communication and Cable TV Operation AS
• Le Centre national d'études spatiales (CNES) pour le satellite expérimental STENTOR.
• PanAmSat
• Brasilsat, opérateur brésilen
• La société Stellat , créée en 2001 par France Télécom à 70% et par Europe*Star à 30% (filiale d'Alcatel Space et de Space Systems/Loral). Le siège social est en France. En septembre 2002, participation FT passe à 100%. En août 2002 FT cède la société à Eutelsat. Stellat 5 prend le nom orbital de Atlantic Bird 3.

Lanceurs

• Une dernière Ariane 4
• Une Atlas 5
• Ariane 5 devient majoritaire
• Apparaît le lanceur russe Proton proposé par la firme International Launch Services.

Spacebus 3000B3S

Un nouveau client : SES Astra, Luxembourg. Un seul satellite dans cette classe : Astra-1K. À cette époque, ce fut le plus gros satellite de communication commercial jamais réalisé, avec une puissance de 13 KW. Il fut perdu lors de son lancement du fait d’un échec du lanceur russe Proton.

Spacebus 4000

La famille 4000 apparaît avec, principalement, une modification de l'avionique (Avionics 4000):

• architecture électrique de la plate-forme passant de 50 à 100 volts.
• ordinateur de bord, très intégré, souple et modulaire
• AOCS avec Star-tracker pour utilisation en orbite géostationnaire (une première mondiale).

Elle se décline, comme pour la série B, selon la hauteur du satellite, en 4000B2, 4000B3. Et apparaît une nouvelle version C, dont les dimensions de base sont 2,2 x 2,0 m.

Spacebus Itar-Free

Quelques satellites de cette famille ont été conçus pour être Itar-Free, leur permettant l'exportation vers la Chine pour un lancement par le lanceur Longue Marche.

Spacebus 4000B2

Quatre nouveaux clients :

• Telenor, Norvège, et son satellite Thor 6 pour sa filiale Telenor Satellite Broadcasting AS, destiné à remplacer le satellite Thor 3, qui arrivera en fin de vie en 2010. Il est lancé par Ariane 5 le 29 octobre  2009.
• Nilesat, Egypte, lancé par Ariane 5 le 4 août 2010, premier Spacebus équipé de cellules AsGA.
•  Italie  France ASI & CNES, et leur satellite dual civil et militaire Athena-Fidus.
•  Italie  France Ministère italien de la Défense & Direction générale de l'Armement, France, et leur satellite militaire Sicral-2, pour un montant du contrat de 295 millions d’euros.

Spacebus 4000B3

Pour cette version B3, la hauteur du satellite est 3,7 m, avec une puissance de 8,5 kW. Trois nouveaux clients :

• la Délégation générale pour l'Armement (DGA), française et une série de Syracuse-3
• Regional African Satellite Communication Organization, Abidjan, Côte d'Ivoire, et son Rascom-QAF1, le Premier satellite de télécommunications panafricain. Lançé le 21 décembre 2007, il rencontre des problèmes sur l'orbite de transfert géostationnaire, du fait d'une fuite d'hélium de pressurisation des ergols. Finalement, le 4 février 2008, le satellite est injecté en orbite géostationnaire à la position attendue par 2,85 °E. La durée de vie du satellite, qui sera affinée ultérieurement, est estimée à un peu plus de 2 ans au lieu des quinze prévus. Le 9 septembre 2008, une second modèle est commandé pour servir de relais, lancé par une Ariane 5 le 4 août 2010.
• PT Indosat Tbk et un satellite Palapa-D pour l'Indonésie, l'Australie, les pays asiatiques et du Moyen-Orient. Palapa-D est lancé le 31 août 2009 par une Longue Marche qui, hélàs, présente un défaut de fonctionnement du troisième étage, laissant le satellite sur une orbite inappropriée. Le constructeur du satellite, Thales Alenia Space, tente des manoeuvres de récupération. Celles-ci sont réussies le 4 septembre, remettant le satellite sur la bonne orbite de transfert géostationnaire. L'opération de circularisation d'orbite et de mise en orbite géostationnaire est effectuée avec succès le 9 septembre. Le 16 novembre, le satellite est déclaré opérationnel, positionné à 113°E, avec une durée supérieure à 10,5 ans. Le 3 mars 2010, ce sauvetage spectaculaire vaut à Thales Alenia Space de recevoir le prix du sauvetage spatial lors du World Space Risk Forum à Dubai.

Lanceurs

• quatre des cinq satellites sont ou seront lancés par Ariane 5
• Longue Marche 3B est utilisée pour Palapa-D, mais le lancement n'est pas parfait.

Spacebus 4000C1

Pour le C1, la hauteur est 4 m et la puissance électrique 8,5 kW.

Un nouveau client : Korea Telecom, pour la Corée.

Un nouveau type de lanceur est utilisé : Zenit sur la base de lancement mobile sur l’Équateur, Sea Launch.

Spacebus 4000C2

Avec une hauteur de 4,5 m, la puissance installée est 10,5 kW. Trois clients chinois commandent cette version :

• APT Satellite Company Ltd, Hongkong, Chine pour un :
• Apstar 6, lancé le 12 avril 2005
• Apstar 7, commandé le 29 septembre 2009, destiné à remplacer Apstar-2A, à 76,5°E
• Apstar 7B, commandé le 30 avril 2010, un contrat de 112.3 M€ ($148.7 million) comprenant aussi le centre de contrôle du satellite.
• Chinasatcom (China Satellite Communication Corporation), Beijing, China
• China Telecommunications Broadcast Satellite Corporation (Chinasat, Zhongxing).

Lanceurs

Pour tous ces satellites destinés à couvrir la Chine, c'est naturellement que Longue Marche est retenue.

Spacebus 4000C3

Avec une hauteur de 5,1 m, cette famille peut recevoir 13 kW de panneaux solaires.

Quatre clients, dont deux déjà connus, et un nouveau en 2008 et un autre en 2009 :

• SES Americom, avec deux satellites AMC qui sont lancés avec des Proton.
• Eutelsat, pour W3B, commandé le 26 février 2008; puis W3C commandé le 12 mars 2009; puis W6A, commandé le 9 juin 2010.
• Un nouveau client : Inmarsat, et son satellite EuropaSat, équipé d'une antenne de transmission de 12 mètres de diamètre, destiné à des services de diffusion et de télécommunications bidirectionnelles en bande-S en Europe vers des mobiles.
• Un nouveau client: Gazprom, et ses deux satellites Yamal-400, commandés au début 2009. Mais la crise viendra modifier ce choix, car seul le Yamal-402 sera financé, l'autre satellite Yamal-401 étant construit sur une plateforme franco-russe Express-2000.

Spacebus 4000C4

Avec une hauteur de 5,5 m, cette famille peut recevoir 16 kW de panneaux solaires.

Un nouveau client: Ciel Satellite, Canada et son satellite Ciel-2, lancé le 11 décembre 2008 au cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan.

W-2A est le premier satellite équipé d'une antenne de 12 m de diamètre pour diffuser vers les mobiles en bande S sur l'Europe (Inmarsat utilise la bande L), une charge utile appartenant à Solaris Mobile.

Lanceurs

• Zenith depuis Sea Launch devait lancer W7. Suite à sa faillite, le contrat est repris par ILS (International Launch Service).
• Proton depuis Baïkonour, lance Ciel-2, le 11 décembre 2008; W2A, le 3 avril 2009; et W7 le 24 novembre 2009, le plus puissant satellite de la flotte Eutelsat.

Le 6 décembre 2007, Thales Alenia Space signe un accord de coopération industrielle avec la société russe NPO PM (ru:НПО ПМ), de Jeleznogorsk, pour le développement d'une plate-forme multimission de grande puissance, baptisée Express-4000, basée sur l'architecture du Spacebus 4000.

Express-4000 est une plate-forme à injection directe (GSO) compatible avec le lanceur Proton construite, intégrée à Krasnoïarsk et commercialisée par NPO PM. Elle embarquera une charge utile de télécommunications construite par Thales Alenia Space.

• Commandés: 72
• Livrés: 63
• En construction: 9
• Lancés avec succès: 59
• Perdus au lancement: 4

Lanceurs utilisés

• Ariane 4: 21
• Ariane 5: 17
• Proton: 7
• Longue Marche: 5
• Atlas: 6
• Ariane 1 à 3: 4
• Zenith: 1
• Delta: 1
• Navette: 1

• 8 février 1985 : lancement d'Arabsat-1A, Premier satellite de communication pour les pays de la Ligue arabe, un Spacebus 100
• 28 octobre 1988 : lancement de TDF-1, Premier satellite de télévision directe européen, un Spacebus 300
• 28 octobre 1998 : lancement de GE-5, Premier satellite de télécommunications européen vendu aux États-Unis, un Spacebus 2000.
• 14 novembre 2007 : lancement du 50e Spacebus (le satellite Star One C1, un Spacebus 3000B3) par une Ariane 5 à Kourou.
• 21 décembre 2007 : lancement du Premier satellite de télécommunications panafricain, Rascom-QAF1, un Spacebus 4000B3