L'avènement des nouveaux services de Télécommunication Multimédia Large bande va générer un nouveau challenge pour l'industrie des satellites. Ces services particulièrement avides de bande passante utiliserons essentiellement la bande Ka(20/30 GHz), puis la bande V(40/50GHz) nécessitant les développements technologiques associés. Simultanément la recherche de terminaux aussi économiques que possible, et les contraintes de propagation atmosphériques particulièrement sévères à ces fréquences nécessiterons un traitement du signal sur les liaisons montantes, et des marges de puissances importantes à l'émission. Les satellites concernés seront aussi bien en orbite basses que géostationnaire, avec des durées de vie respectives de dix et quinze ans. Bien que plus complexes que les satellites aujourd'hui en orbite, ces nouveaux satellites devront être offerts a des prix restant compétitifs.

Afin d'utiliser au mieux le spectre de fréquences disponible, et aussi pour o@ les marges de puissance nécessaires, les couvertures seront obtenues à partir de plusieurs dizaines de faisceaux. Ceci permettant des réutilisations de fréquence allant de quatre à huit, augmentant d'autant la capacité du système. Les systèmes antennes seront du type source unique par faisceau ou réseau phasé imagé pour le géostationnaire, et en antenne active a émission directe pour les satellites en orbite basse. L'utilisation de nombreux faisceaux adjacents nécessite un système de pointage des antennes précis et stable: l'utilisation de senseur radiofréquence deviendra vite indispensable, voir le contrôle des antennes par des mécanismes en boucle fermée. L'utilisation de réflecteurs dit ultra-lègers devrait se généraliser. Les développements nécessaires sont maintenant bien avancés, et a moyen terme les éléments actifs nécessaires aux antennes actives seront disponibles à leur tour. Déjà les Amplificateurs faible bruit à 30 GHz sont disponibles, ainsi que les circuits intégrés micro-onde pour les équipements de réception, et d'amplification. Les Tubes a onde progressives sont en fin de développement avec des puissances allant de 80W a 140 W et plus.

L'économie des services à large bande devrait conduire à l'utilisation de processeurs embarqués pour le traitement du signal. Ils effectuerons la démodulation et le décodage des liaisons montantes pour régénérer la qualité du signal, ainsi que le traitement et le routage des paquets de données ATM. Ceci pour réduire le coût du système sol et aussi pour maintenir le faible taux d'erreur recherché. Les technologies nécessaires sont à la limite de la technologie disponibles à court terme : filtres à onde de surface, convertisseurs ultra rapides analogique-numériques, et surtout circuits intégrés spécifiques à très faible consommation, grande fréquence d'horloge et d'une complexité allant de 50 à 500 000 portes. Ces circuits devant fonctionner de plus dans un environnement fortement perturbé par les radiations électrons et protons en orbite basses. Ces processeurs comportent plusieurs milliers de circuits intégrés, qui seront regroupés par six ou dix dans des boîtiers hermétiques, ensuite assemblés dans une architecture mécanique et thermique essentiellement contrainte par une quantité d'interconnexions particulièrement élevée. La masse de ces processeurs est de l'ordre de la centaine de kilogramme, pour une puissance dissipée de l'ordre du kilowatt.

Les satellites devront ainsi accommoder des charges utiles complexes pesant plus de la tonne, et consommant de l'ordre de 12 KW. Les nouvelles technologies de cellules solaires multi-spectrales dites AsGa double jonctions sont désormais disponibles et permettrons de conserver des générateurs solaires de taille adéquate pour le contrôle d'attitude ; l'utilisation de concentrateurs permettant de maintenir un coût global acceptable. La puissance générée passant de 1 IOW par m2 à plus de 180 Wpar m2. Simultanément la disponibilité de batteries Lithium-Ion permettra d'offrir la pleine capacité en éclipse avec des batteries de taille et de masse raisonnable: 1 00 Wh par Kg soit le double par rapport au Nickel hydrogène 45 Wh / Kg. Compte tenu de la contrainte des tailles de coiffe des lanceurs, l'utilisation de radiateur deployables et de Boucles diphasiques permettra de maintenir les équipements a une température acceptable pour la fiabilité recherchée. Ces nouveaux équipements sont en cours de développements ou de vols expérimentaux. L'extension des tailles de coiffe de quatre mètres à cinq mètres, ainsi que l'utilisation de tubes à collecteurs rayonnants pourraient permettre de limiter l'utilisation de tels dispositifs.

Les satellites large bande aurons une masse sèche de l'ordre de trois tonnes, soit des masses au lancement de six à sept tonnes avec des propulsions traditionnelles. Ariane 5 est déjà disponibles pour lancer ces satellites, et de nouveaux lanceurs seront disponibles à terme comme le Proton M, puis les nouvelles générations de Delta et Atlas. Cependant l'utilisation de la propulsion électrique ionique ou plasmique en maintien à poste aussi bien qu'en transfert devrait permettre de réduire considérablement les masses au lancement. Déjà certains satellites de constellation orbite basse considèrent l'utilisation de la seule propulsion électrique pour toute la mission.

Les équipements nécessaire à ces missions sont en cours de développement, la plus part sont en cours de qualification au sol. Certains seront embarqués sur des expérimentations en vol au cours des deux années à venir, permettant ainsi de démontrer le nécessaire héritage avant leur utilisation opérationnelle. Ainsi l'industrie devrait être prête a relever le Challenge des missions Large Bande. Parmi tous les points qui restent à débattre pour l'optimisation de tels systèmes il faut remarquer que la définition d'un standard ouvert pour les protocoles de communications permettrait à la fois d'accélérer les temps de développements des processeurs embarqués de traitement du signal, et d'obtenir des gains économiques substantiels par l'existence de multiples sources pour ce qui concerne les fournisseurs de terminaux utilisateurs.

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