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Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )


Laurent Simon
Whisky Quebec


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Laurent Simon Mer 8 Mai 2019 - 16:37

Beochien a écrit:Peut être bien définir, le tout électrique pour une meilleure compréhension  Question

L'électrique est déjà bien complexe dans le spatial ... XX solutions contemplées, mais seulement qq réalisations pratiques.
Les premières datent de qq dizaines d'années. Les Russes, en avance sur le sujet, en leurs temps.
Mais elles requièrent presque toujours un matériel à éjecter (Sauf cas très rares), du Fréon, souvent.

du Xenon à ma connaissance (ce qui est d'ailleurs mieux que le freon, dont les grandes quantités relâchées il y a longtemps ont créé le trou dans la couche d'ozone)

EDIT : Pour des précisions techniques, voir notamment la série de diapos :
http://www.epic-src.eu/wp-content/uploads/03_EPICLectureSeries2017_AIRBUS-DS_EP_Training_2017-10-26_Madrid_Lecture_bis.pdf

et aussi cet article :
https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronautique-satellites-electriques-solution-avenir-49907/


Donc, des vitesses d'éjection 10X, 20X, ou bientôt plus, (Que la propulsion chimique traditionnelle, hydrazine ou autres) ce qui augmente d'autant plus l'efficacité de la charge embarquée.
Le Photovoltaïque assure la P (Kw) gratos  Wink

Pour l'instant, le tout électrique, semble indiquer que la fin de la mise en orbite est effectuée avec ces propulseurs ioniques, donc au rendement plus effectif, et qui servent au positionnement définitif du satellite, dans un délai acceptable.
En gros ça remplace l'étage type Vinci, à allumages multiples.

Mais ça n'est pas vraiment tout électrique, (Je dirais hybride qq part) il reste à emporter de la matière à éjecter, très vite bien sûr (10 000 à 40 000 M/s !
C'est tout électrique versus le chimique. Dans les deux cas il y a propulsion par réaction, effectivement,
mais le terme hybride laisserait entendre qu'il y aurait à la fois du chimique et de l'électrique


Bon, c'était ma petite mise au point, devant la pléthore de verbiage des agences, qui n'expliquent pas grand chose du tout électrique. Les fabricants de ces propulseurs non plus ... Très peu de documentations, incluant poids, vitesse d'éjection etc ...

https://en.wikipedia.org/wiki/Electrically_powered_spacecraft_propulsion

https://www.airbus.com/space/telecommunications-satellites/electric-propulsion-satellites.html
https://www.airbus.com/newsroom/news/en/2017/06/all-electric-propulsion-satellites.html

https://www.safran-aircraft-engines.com/satellite-propulsion-future-electric

https://www.theregister.co.uk/2018/11/01/uk_ion_drive/
Il y a de la doc ici, sur ces pages, ainsi aussi que sur les pages Web citées en référence
(notamment sur l'article Agoravox : http://www.agoravox.fr/actualites/economie/article/satellites-electriques-la-france-155522).

Il y a plusieurs types, effectivement, expliqués ici (de mémoire), entre les solutions choisies par Boeing, et celles (manifestement plus performantes) choisies par Safran et ses clients, les Airbus+TAS+Loral.


Dernière édition par Laurent Simon le Jeu 9 Mai 2019 - 15:18, édité 2 fois

Beochien
Whisky Charlie


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Beochien Mer 8 Mai 2019 - 16:47

Oui, j'ai fourché, c'est très souvent du Xénon.
Je pense au futur, refaire le "Plein" des satellites toujours en bon état, le "Liquide", c'est bien pratique Wink !
Ils pensent aussi à fusionner d'autres matières, même des métaux.

Pour la réaction, et éventuellement l'Ionisation des plasma, c'est totalement électrique, merci aux panneaux solaires qui apportent l'essentiel de la P, pendant des phase ou ils n'ont pas trop à alimenter grand chose côté transpondeurs ... le reste, étant d'éjecter de la matière super vite !
De la chimie sais pas, OK, pas de réaction à priori, alors, la matière est elle une composition chimique de qq chose ?
L'ionisation c'est de la chimie ou un changement d'état  Wink  Question
Et, l'hybridation passe t'elle par une réaction chimique classique obligatoire Question

Laurent Simon
Whisky Quebec


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Laurent Simon Jeu 9 Mai 2019 - 9:08

Beochien a écrit:Oui, j'ai fourché, c'est très souvent du Xénon.
Je pense au futur, refaire le "Plein" des satellites toujours en bon état, le "Liquide", c'est bien pratique Wink !
Oui effectivement. De toute façon, à la température régnant dans l'espace -en tout cas à l'ombre du soleil- ces gaz doivent être liquides

Ils pensent aussi à fusionner d'autres matières, même des métaux.

Pour la réaction, et éventuellement l'Ionisation des plasma, c'est totalement électrique, merci aux panneaux solaires qui apportent l'essentiel de la P, pendant des phase ou ils n'ont pas trop à alimenter grand chose côté transpondeurs ... le reste, étant d'éjecter de la matière super vite !
De la chimie sais pas, OK, pas de réaction à priori, alors, la matière est elle une composition chimique de qq chose ?
La combustion est une réaction chimique. Employée dans un satellite, elle permet d'avoir une poussée, comme dans un "moteur à réaction". NB le mot 'réaction' est utilisé ici dans deux sens différents.

L'ionisation c'est de la chimie ou un changement d'état  Wink  Question
Pas un changement d'état (solide liquide gazeux). C'est un phénomène électrochimique.

Et, l'hybridation passe t'elle par une réaction chimique classique obligatoire Question
A ma connaissane, les satellites hybrides utilisent simplement deux types de moteurs, chimiques et électriques.
Comme dans l'automobile, mais on parle alors de "thermique + électrique".
Laurent Simon
Laurent Simon
Whisky Quebec


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Part de marché de Safran d'au moins 50% (satellites tout électriques)

Message par Laurent Simon Jeu 9 Mai 2019 - 10:34

De plus, prolongeons ce cocorico : c'est une solution de Safran qui a également été choisie par l'états-unien Loral
https://www.safran-aircraft-engines.com/fr/media/satellites-un-futur-tout-electrique-20160509

"Pour soutenir cette croissance, Snecma va produire 12 moteurs en 2016 et vise une cadence de  40 moteurs par an d'ici à 2020. Deux importants contrats ont récemment été signés. Le premier concerne la fourniture à Airbus D&S de PPS®5000, propulseur en cours de développement, le second couronne une percée inédite à l'export : la commande de PPS®1350 par Space Systems/Loral (SSL), numéro 1 mondial des  « satcoms ». "

(article qui date un peu, puisque le nombre de satellites est en baisse notable depuis quelque temps, et Loral était en très mauvaise posture).

La part de marché de Safran (pour les satellites tout électriques) est donc d'au moins 50% (6 d'Airbus, + 3 de TAS +  au moins 1 de Loral, soit >10 sur un total de 20)

Chiffres confirmés par la contribution Airbus à une conférence, 26 octobre 2017, page 2
http://www.epic-src.eu/wp-content/uploads/03_EPICLectureSeries2017_AIRBUS-DS_EP_Training_2017-10-26_Madrid_Lecture_bis.pdf

Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 WcAuvf0A9Ju6QYAAAAASUVORK5CYII=
Laurent Simon
Laurent Simon
Whisky Quebec


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Laurent Simon Jeu 9 Mai 2019 - 11:00

Beochien : cette série de diapos Airbus est très intéressante, très complète, pour donner des informations sur les différents types de moteurs, les performances,
et bien sûr les avantages des solutions choisies par Airbus (et Safran)

contribution Airbus à une conférence, 26 octobre 2017, page 2
http://www.epic-src.eu/wp-content/uploads/03_EPICLectureSeries2017_AIRBUS-DS_EP_Training_2017-10-26_Madrid_Lecture_bis.pdf

par exemple
Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Z9DygqIc6ZT5wAAAABJRU5ErkJggg==


Dernière édition par Laurent Simon le Jeu 9 Mai 2019 - 12:04, édité 1 fois
Laurent Simon
Laurent Simon
Whisky Quebec


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Laurent Simon Jeu 9 Mai 2019 - 12:00

et pour les bras articulés

Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Azlr0qklEQJnAAAAAElFTkSuQmCC


(mais les images sont de trop grande taille pour être collées ici
Poncho, je ne comprends pas, même en supprimant des messages dans ma messagerie, la taille max reste à 13 ko sur mon "espace de stockage"
ce qui est évidemment bien peu. Que faut-il que je fasse ?)


Dernière édition par Laurent Simon le Sam 11 Mai 2019 - 15:50, édité 1 fois
Beochien
Beochien
Whisky Charlie


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Beochien Jeu 9 Mai 2019 - 12:29

Merci LS.
Bien intéressants les slides d'Airbus, en effet.
Les poids des satellites restent stables dans les 3-6 tonnes (Lanceurs obligent), mais la puissance électrique installée augmente (Panneaux PV) et le nombre des transponders, la durée de vie aussi, 12 ans maintenant, ce qui doit être proche de la durée de la fiabilité des autres systèmes de ces satellites.
Une bonne affaire côté poids cette propulsion électrique !

Inconvénient : Le temps de mise en position, bien décrit chez Airbus, 4-6 mois.
Les propulseurs à 5 KW**,(4 ou 5X) et peut être plus puissants un jour, devraient accélérer la mise en position ?
** pas sûr que ce soit 5KW total, installé, ou 5X5 KW, les panneaux, quand à eux, ils donnent maintenant 20-25 Kw, merci le flux solaire, la haut.
Laurent Simon
Laurent Simon
Whisky Quebec


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Laurent Simon Jeu 9 Mai 2019 - 15:28

Beochien a écrit:Merci LS.
Bien intéressants les slides d'Airbus, en effet.
Les poids des satellites restent stables dans les 3-6 tonnes (Lanceurs obligent), mais la puissance électrique installée augmente (Panneaux PV) et le nombre des transponders, la durée de vie aussi, 12 ans maintenant, ce qui doit être proche de la durée de la fiabilité des autres systèmes de ces satellites.
Une bonne affaire côté poids cette propulsion électrique !
J'ai même lu plusieurs fois 15 ans de durée de vie !


Inconvénient : Le temps de mise en position, bien décrit chez Airbus, 4-6 mois.
mais 7 mois pour les Boeing. Cette durée est un facteur très important : outre l'aspect financier (inutilisation pendant cette durée, d'un capital investi élevé), c'est aussi un risque significatif, du fait des rayonnements pouvant altérer voire détruire certaines parties du satellite, pendant cette mise sur orbite

Les propulseurs à 5 KW**,(4 ou 5X) et peut être plus puissants un jour, devraient accélérer la mise en position ?
** pas sûr que ce soit 5KW total, installé, ou 5X5 KW, les panneaux, quand à eux, ils donnent maintenant 20-25 Kw, merci le flux solaire, la haut.
Laurent Simon
Laurent Simon
Whisky Quebec


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Laurent Simon Jeu 9 Mai 2019 - 15:31

Il semble qu'Airbus a trouvé une excellente combinaison, avec

  • une masse de 4.5t (possible sur Ariane 5 et sur Space X), ce qui permet d'être en position basse d'une Ariane 5, qui est facturée 2 fois moins chère que la position haute, réservée aux plus gros satellites (propulsion chimique ou électrique) ! C'est gagnant aussi pour Arianespace puisque cela doit faciliter l'appariement de deux charges utiles
  • une technologie très efficace (effet Hall  plasma, plutôt que grille), pour une mise à poste en seulement 4 mois
  • aidée par des bras articulés pour positionner les moteurs là où il faut (voir la diapo d'Airbus)


Thales Alenia Space a utilisé 3.5t, et va jusqu'à 6.6t,tout en utilisant la même technologie Safran.

Eutelsat a fait appel aux différents constructeurs (Airbus, TAS, Loral) et a hérité des satellites construits par Boeing (masses de 2.2t, 3.5t, et 4.5t.
L'autre opérateur européen SES s'est fourni auprès de Boeing, Airbus et TAS (masses de 2.3t, 4.2t, 5.4t, et 6.6t).

----------
Sur le rôle de l'ESA (programme ARTES Advanced Research in Telecommunications Systems), en plus du CNES et du plan PIA français (Plan d'Investissements d'Avenir programme), ainsi que sur les bras articulés (de 3 m!) du satellite Eutelsat 172B (Airbus) :
http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Engineering_Technology/ESA_role_in_Europe_s_first_all-electric_telecom_satellite

"... Eutelsat-172B – the first to fly of six Eurostar E3000 all-electric platforms sold so far to telecom companies by Airbus – reached its working orbit some four months after its 2 June launch.
Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Vacuum_chamber_in_Propulsion_Lab_medium
ESA propulsion laboratory

Already a commercial success, this platform includes several innovations developed through ESA’s long-running Advanced Research in Telecommunications Systems programme, as well as the equivalent Plan d'Investissements d'Avenir programme of France’s CNES space agency.
“All-electric telecom satellites have been in service globally since 2015, but Eurostar E3000 has a novel addition: a pair of 3 m-long three-jointed arms carrying thrusters on the end,” explains ESA structural engineer Mario Toso.

“Instead of having different thrusters embedded at corners of the satellite, the twin arms can be moved freely about its body. 
 “One big advantage is that the thrusters can always be aligned precisely with the satellite’s centre of gravity for orbit raising and stationkeeping – saving propellant to elongate mission life.
“And this flexibility means the thrusts can be choreographed around antennas and solar wings which might otherwise be struck by thruster plumes.”
...
ESA's Giorgio Saccoccia comments: “This game-changing electric propulsion on European commercial and scientific satellites is the result of more than two decades of development by ESA, in strong collaboration with national agencies and European companies.

“The achievement of Eutelsat-172B is a reward for the role that ESA has played with our partners, boosting the competitiveness of European products.”

-----
J'essaie de compléter le tableau récapitulatif commencé il y a quelque temps,
y compris avec des satellites de communication militaires (DGA, ...),
notamment grâce au tableau suivant :
http://www.epic-src.eu/wp-content/uploads/Number-of-EP-thrusters-flown-or-ordered_2.pdf
donnant en particulier des détails sur les propulseurs électriques utilisés, tous types de satellites confondus.

OpérateurSatelliteConstructeurMasse du satellitePuissanceLancé enPropulseurs élect.FournisseurDurée de mise à posteLanceur
ABSABS 3ABoeing<2 tenv 8 kWmars 20154 x XIPS 25L-3 ETISpaceX
EutelsatEutelsat 115 West B (ex Satmex 7)Boeing2.2 tenv 8 kWmars 20154 x XIPS 25L-3 ETIenv 7 moisSpaceX
ABS ABS 2BBoeing2 tenv 8 kWjuin 20164 x XIPS 25L-3 ETISpaceX
EutelsatEutelsat 117 West B (ex Satmex 9)Boeing2 tenv 8 kWjuin 20164 x XIPS 25L-3 ETI7 moisSpaceX
SESSES 15Boeing2.3 t8 kWmai 20174 x XIPS 25L-3 ETI6 ou 7 moisArianespace Soyouz
EutelsatEutelsat 172BAirbus3.55 t11 kWjuin 20174 x PPS 5000Safran4 moisAriane 5
SESSES 14Airbus4.2 t16 kW25 janv 20184 x PPS 5000Safran6 mois (7.5 mois)Ariane 5
SESSES 12Airbus5.4 t19 kW4 juin 20184 x PPS 5000Safran8.5 moisSpace X Falcon 9
EutelsatEutelsat 7CLoral4 t env. kW?Ariane 5
EutelsatKonnectTAS3.5tkW4 x PPS 5000SafranAriane 5
InmarsatInmarsat I-6 F1Airbus20204 x PPS 5000Safran4-6 moisH-2A
InmarsatInmarsat I-6 F2Airbus20204 x PPS 5000Safran4-6 moisH-2A?
Eutelsat(Hotbird))Airbus4.5t22 kW20214 x PPS 5000Safran
Eutelsat(Hotbird)Airbus4.5t22 kW20214 x PPS 5000Safran
DGAComSAT NG1 TAS3.5 t16 kW20214 x PPS 5000Safran
DGAComSAT NG2 TAS3.5 t16 kW20214 x PPS 5000Safran
SESSES 17TAS6.6 t16 kW20214 x PPS 5000SafranAriane 5
Gouv.USBoeing4 x XIPS 25 ?L-3 ETISpace X ?
Gouv.USBoeing4 x XIPS 25 ?L-3 ETISpace X ?
Gouv.USBoeing4 x XIPS 25 ?L-3 ETISpace X ?
Boeing2.5 t7.5 kW4 x XIPS 25L-3 ETI
Parts de marché européennes, vs états-uniennes :

  • en nombre de satellites déjà lancés : 3 sur 8, 37.5%


  • en masse totale déjà satellisée : 13.5t sur 24 t, 56%


  • en nombre de satellites commandés : 11 sur 21, 52%


  • en masse totale à satelliser : 39.3t sur 56.3 t environ, 70% (pour les satellites de masse connue)


  • en propulseurs Safran : 11 sur 20, 55% (pour les satellites de propulseurs connus), voire 12 sur 21
Laurent Simon
Laurent Simon
Whisky Quebec


Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, ) - Page 2 Empty Re: Satellites électriques - Boeing vs européens (Airbus, )

Message par Laurent Simon Dim 13 Oct 2019 - 12:36

Je le mets là, à défaut d'avoir trouvé un meilleur fil,
plus général, sur la compétition europe US,dans la fabrication de satellites

https://www.lesechos.fr/industrie-services/air-defense/satellites-leurope-perd-du-terrain-dans-la-competition-mondiale-1138020

"Avec des champions comme Thales ou Airbus, l'Europe a longtemps dominé l'industrie du satellite à égalité avec les Etats-Unis. Une étude d'Eurospace met en garde contre les illusions, en notant une dégradation de la balance commerciale par rapport aux Etats-Unis.

A six semaines de la  réunion interministérielle qui se tiendra les 27 et 28 novembre à Séville pour définir des aides au secteur spatial européen, les esprits s'échauffent. Dans un communiqué envoyé ce lundi à la presse, le syndicat CFE-CGC d'ArianeGroup appelle les pays européens à défendre leur industrie spatiale plutôt que de tirer chacun à eux la couverture, attitude qui sera fatale à la compétitivité du futur lanceur Ariane 6 d'ArianeGroup face à l'Américain SpaceX. A l'heure où les Etats-Unis et la Chine investissent sans compter dans la compétition spatiale, l'Europe joue gros.
« Si on n'y prend garde, l'industrie du satellite, actuellement performante, pourrait subir le même sort qu'ArianeGroup face à SpaceX », alerte la CFE-CGC. Une étude d'Eurospace diffusée la semaine dernière montre que l'Europe décroche déjà des Etats-Unis. Depuis 20 ans, les Européens Airbus, Thales Alenia Space et OHB dominent le marché commercial des satellites avec les Américains Boeing, Lockheed-Martin et Maxar.
A l'export, ce marché, essentiellement tiré par les satellites de télécommunication, qui représentent 95 % de la valeur des exportations mondiales de satellites, s'élève à environ 2,7 milliards de dollars par an depuis dix ans, contre moins d'un milliard par an lors de la décennie précédente.

Dans ce contexte, la part des exportations européennes a doublé à 9 milliards de dollars entre les décennies 1999-2008 et 2009-2018. Pour un secteur qui emploie quelque 25.000 salariés, soit moins de 0,1 % de la masse salariale de l'industrie européenne, le score est donc satisfaisant, avec une balance commerciale positive estimée à 500 millions de dollars par an, soit 2 % environ du surplus commercial européen. De quoi entretenir l'optimisme de plusieurs leaders du spatial européen, comme le patron du CNES, Jean-Yves Le Gall, persuadé que l'Europe a gagné des parts de marché sur la décennie précédente.


« Attention aux illusions », alerte toutefois Pierre Lionnet, économiste chez Eurospace. Les Etats-Unis ont eux aussi enregistré un bond de leurs exportations au cours des dix années passées et ce, notamment grâce aux commandes européennes.
« De 2009 à 2018, les Etats-Unis sont de loin le premier exportateur de satellites géostationnaires, essentiellement grâce à la demande européenne, notamment en provenance des opérateurs de satellites luxembourgeois SES et londonien Inmarsat », souligne l'économiste.

Les Européens important davantage de matériel américain que l'inverse, le commerce entre l'Europe et les Etats-Unis dans les satellites est passé d'une situation relativement équilibrée à un déficit important. De 130 millions de dollars sur la décennie 1999-2008, le déficit commercial entre l'Europe et les Etats-Unis a bondi à 2 milliards de dollars au cours de la décennie passée au profit de ces derniers. « Notre part de marché a augmenté moins vite que la croissance du marché », met donc en garde Eurospace.

... Dans ce contexte, les querelles entre les trois principaux pays contributeurs de l'Agence Spatiale Européenne (ESA), Allemagne, Italie et France, n'augurent rien de bon à quelques semaines du sommet qui doit définir le niveau d'engagement pour trois ans des Etats européens.

... L'Italie veut des subventions pour  son lanceur Vega quitte à concurrencer Ariane 6, l'Allemagne veut rapatrier chez elle coûte que coûte une partie de la production d'Ariane 6, et la France qui domine traditionnellement cette industrie, passerait du premier au quatrième rang des contributeurs financiers de l'Agence Spatiale Européenne, avec une promesse de financement de 2,4 milliards pour les trois prochaines années, quand l'Allemagne en propose 2,9 milliards !

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