Retour sur la success story des alimentations électriques destinées aux tubes à ondes progressives

 

Le 24 octobre 2021, Arianespace a lancé avec succès 2 satellites de télécommunications géostationnaires, SES-17 et Syracuse 4A, tous deux réalisés sous maitrise d’œuvre Thales Alenia Space. Nous avons également contribué, en Belgique, à l’électronique de bord du lanceur Ariane 5. A noter que les 2 satellites sont basés sur la plateforme Spacebus NEO, doté d’un système à propulsion électrique. Ce double lancement marque l’avènement de notre ligne de produit Spacebus NEO en particulier.

 

 

Le 1000ème EPC, réalisé par les équipes belges de Thales Alenia Space, s’est envolé à bord de SES-17. Pour l’occasion, arrêtons-nous un instant sur cette formidable histoire qu’est celle des alimentations électriques (Electronic Power Conditioner / EPC) pour tubes à ondes progressives, petits bijoux technologiques qui manient la très haute tension dans un environnement spatial. Au fil des années, Thales Alenia Space en Belgique est devenu un des fournisseurs mondiaux de ce type d’équipement.

 « EPC story » : de 1969 au début des années 2000

C'était en 1969 que les équipes belges (anciennement ETCA) décrochaient un programme d'études et de réalisation d'un prototype d'alimentation haute tension pour "Tubes à Ondes Progressives" pour le compte de l’ESA. Une maquette électrique et un modèle de démonstration furent livrés d'ailleurs à l'ESTEC. L’ESA réalisa une intégration avec un tube et en conclut une bonne compatibilité tube à ondes progressives / alimentation.

Les premiers EPC, réalisés à Charleroi en Belgique, ont été livrés en 1994 pour le programme Télécom 2. Nous nous sommes ensuite lancés dans le développement de l’EPC 2G (deuxième génération) qui permettait d’élargir la gamme de produit en termes de tension et de puissance, afin de couvrir différentes plateformes destinées aux satellites de télécommunications ainsi qu’à des missions d’observation à caractère scientifique.  En parallèle, des moyens de tests hyperfréquence ont été mis en place pour réaliser l’intégration des EPC et des tubes, initialement en bande Ku, puis progressivement étendue aux autres bandes.

La deuxième génération d’EPC a finalement pu prendre place à bord du programme russe Express A, lancé en mars 2003. Après ce premier baptême de l’air, 500 autres EPC furent embarqués entre 2000 et 2012 à destination de divers programmes scientifiques et de télécommunications pour le compte de l’ESA, de la NASA, des agences spatiales chinoise et indienne en particulier. Lancée en 2006, la mythique sonde d’exploration spatiale, New Horizon,  embarquant plusieurs de nos équipements, a retransmis de superbes images de Pluton, la « planète » la plus éloignée du Soleil. Aujourd’hui, elle continue son voyage aux confins de notre système solaire et a dépassé récemment 50 Unités Astronomiques. Quant à nos équipements, près de 16 ans plus tard, ils continuent à envoyer vers la Terre des images prises par la sonde ; les plus lointaines jamais prises.

Dès les années 2000, le marché évolue

 

 

Le marché des EPC étant très concurrentiel, il est rapidement nécessaire de développer une nouvelle génération améliorant le coût et les performances. Dès 2002, le développement de la 3ème génération d’EPC a démarré en améliorant les technologies développées pour l’EPC 2G.  A nouveau, c’est notre client russe, RSCC, qui nous a fait confiance en embarquant nos 2 premiers EPC 3G sur le programme Express AM44 lancé en 2009. Depuis, plus de 250 EPC de ce type sont en vol et officient notamment sur des programmes scientifiques et d’observation de la terre tels que Copernicus. Il est à noter que pas moins de 48 EPC sont à bord de différents Sentinel, programme européen destiné à la surveillance de l’environnement.

 

 

Les familles de satellites Sentinel, développées pour le compte de l’Agence spatiale européenne (ESA) dans le cadre du programme Copernicus de la Commission Européenne, représentent une composante essentielle en matière de veille environnementale en Europe.  Thales Alenia Space est un partenaire majeur à bord du programme Copernicus, dont les familles Sentinel comptent actuellement 12 séries de satellites et instruments. Notre société est présente sur 11 des 12 missions. En 2020, Thales Alenia Space a été retenue à bord de cinq des six nouvelles missions Copernicus Expansion, trois en tant que maître d’œuvre et deux comme fournisseur des charges utiles. Ces nouveaux satellites mesureront le dioxyde de carbone atmosphérique produit par l'activité humaine, surveillera l’épaisseur de la banquise et de la neige la recouvrant, fournira de nouveaux services optimisés de gestion durable de l’agriculture et de la biodiversité, observera le comportement des océans, et soutiendra l’agriculture de précision et la sécurité alimentaire. Avec Copernicus, notre vision « Space for Life » est plus que jamais d’actualité.

Et le dual, qu’en est-il ?

Dès la fin des années 90, des EPC dual permettant d’alimenter 2 tubes simultanément ont fait leur apparition sur le marché des satellites de télécommunications mais c’est surtout depuis 2010 que leur usage est devenu quasi systématique pour ces programmes.  Pour répondre au besoin du marché et se positionner sur celui du Dual, les équipes belges développent – dès 2005 - une extension de la gamme de produit EPC 3G.

L’EPC 3G dual incorpore également des nouvelles fonctionnalités de flexibilité de puissance et de fréquence. Ces fonctionnalités ont été développées en étroite collaboration avec les équipes toulousaines de Thales Alenia Space qui fabriquent les LDLA (Linearizer Driver Limiter Amplifier) et celles de Thales (Microwave Imaging Sub-systems) qui est fournisseur de tubes. Cela était nécessaire car les 3 éléments sont fortement interdépendants. En parallèle avec le développement de ce type d’EPC, les moyens de tests TWTA ont été complètement mis à niveau pour pouvoir tester des DLCTWTA, équipement intégrant un dual LDLA, un dual EPC et 2 tubes.  Les moyens industriels ont également été adaptés afin d’augmenter la capacité de production.

 

 

Les premiers modèles de vol ont été lancés en 2015 sur le satellite 8WB d’Eutelsat.  Depuis, plus de 600 DLCTWTA ont été commandés. Avec le lancement de SES-17, nous sommes fiers d’annoncer que le seuil de 1000 EPC en orbite a été dépassé ; à son bord nous en dénombrons 55. SES-17 est un satellite de télécommunications géostationnaire à haut débit, conçu pour offrir aux clients de SES l’expérience d’une connectivité permanente, ultra rapide et flexible, quel que soit l’endroit où ils se trouvent : sur terre, en mer ou dans les airs. Il couvrira tout le continent américain du nord au sud, l’océan Atlantique et les Caraïbes.

Et l’aventure continue avec Space INSPIRE

 

 

Dans le cadre de Space Inspire et des programmes de constellations, les équipes belges développent une nouvelle génération d’EPC  (plus intégré, plus performant, plus flexible, et plus compétitif).

Basée sur une nouvelle plateforme de taille intermédiaire, la solution Space INSPIRE de Thales Alenia Space est numérique, ultra-flexible et entièrement reprogrammable en orbite, y compris au niveau des zones de couverture. Grâce à notre nouvelle ligne de produits, la technologie numérique et la flexibilité permettent aux opérateurs d’allouer de la capacité n’importe où, n’importe quand, quelle que soit la bande de fréquence. Space Inspire change la donne sur ce marché des télécommunications en pleine mutation, confirmant la position avant-gardiste de Thales Alenia Space sur le marché actuel des télécommunications.

 

Quelques-unes de nos participations récentes et en cours:
Copernicus, ExoMars, EUTELSAT KONNECT VHTS, WFIRST, PACE, Lunar Gateway, Plato, Hera, SWFO, SES 22 & 23 , LT5M, EUTELSAT KONNECT, N301, Amazonas Nexus, Satria, LT5VM, MSR-ERO.

 

Illustrations: SES-17 satellite photos © Marie-Ange Sanguy - Others © Thales Alenia Space