Ce gigantesque labo simule le lancement de satellites dans l’espace

Les satellites traversent beaucoup d’épreuves. Alors qu’ils se précipitent autour de notre planète à une vitesse pouvant atteindre 17 000 milles par heure, ils doivent faire face à l’extrême vide de l’espace et aux importantes variations de température, tout en essayant de pointer leurs antennes précisément vers la Terre. Et c’est après le lancement, où ils seront secoués comme une boîte de peinture et bombardés par un bruit assourdissant.

Pour les préparer à cette épreuve, tous les satellites sont minutieusement testés avant d’être envoyés, en s’assurant que chaque boulon est bien serré et que toutes les pièces électroniques fonctionnent de manière exquise. Cela nécessitait auparavant des déplacements vers plusieurs sites pour différents tests, mais au Royaume-Uni, le nouveau National Satellite Test Facility dans l’Oxfordshire offre un bilan de santé complet des satellites sous un même toit.

« L’industrie a dit qu’elle avait besoin d’un guichet unique où elle pourrait effectuer tous ses tests pour ses grands satellites complexes en un seul endroit », explique Sarah Beardsley, directrice de Rutherford Appleton Laboratory Space, un laboratoire financé par le gouvernement britannique qui gère la nouvelle installation basée sur le campus de Harwell Science and Innovation. « C’est le résultat de années de travail acharné. »

La construction a commencé fin 2018, après que le gouvernement britannique a annoncé qu’il investirait 99 millions de livres sterling (126 millions de dollars) dans le NSTF pour développer « une installation de classe mondiale » pour tester les satellites. Prévu initialement pour commencer ses opérations en 2020, le projet a été retardé en raison de différents facteurs, dont le Covid, ce qui a repoussé son ouverture officielle à mai 2024. Plusieurs satellites seront soumis à des tests chaque année, Airbus étant prêt à être le premier client à utiliser l’installation pour son nouveau satellite de communication Skynet 6A en juillet.

Il existe quatre zones de tests à l’intérieur du NSTF. La première que l’on rencontre en entrant, après avoir revêtu des vêtements de protection pour maintenir la propreté de l’installation, est l’immense chambre de test sous vide autour de laquelle tout le bâtiment a dû être construit. « Il n’y a pas de porte assez grande pour la faire entrer », explique Beardsley. À l’intérieur de cette chambre, des pompes peuvent abaisser la pression à seulement 0,00001 millibars, imitant le vide de l’espace, tandis qu’un système de refroidissement à l’azote peut augmenter et diminuer la température entre -180 et 130 degrés Celsius, la plage extrême qu’un satellite pourrait connaître en passant du soleil à l’ombre pendant son orbite.

A sept mètres de large et 12 mètres de profondeur, il s’agit de la plus grande chambre de test sous vide du Royaume-Uni. Elle est tellement grande que la porte immense nécessaire pour fermer la chambre, construite en Turquie et en Italie avant d’arriver en Grande-Bretagne par bateau juste quelques jours avant le confinement en 2020, était à la limite de ce qui pouvait passer sur une autoroute britannique. Les portes du quai de Portsmouth ont dû être élargies pour faire sortir la porte du navire. « Nous avons eu le plus grand convoi en temps de paix remontant l’A34 pour arriver ici », raconte Beardsley. Les satellites passeront des semaines, voire des mois, à l’intérieur de la chambre de test pour s’assurer qu’ils peuvent supporter les conditions de l’espace extérieur : lors de la visite de WIRED, un satellite simulé appelé The Iron Chicken – un clin d’oeil au personnage qui vit dans un nid métallique en orbite autour de la lune dans l’animation britannique pour enfants culte Les Clangers – était en bonne place à l’entrée de la chambre.

Après le test en chambre sous vide, les satellites se dirigent vers la salle de test de vibration et acoustique. Ici, ils seront secoués violemment – horizontalement et verticalement – sur deux plaques alimentées par une paire de moteurs électromagnétiques (surnommés Wallace et Gromit d’après les personnages bien-aimés de l’animation en stop-motion) qui simulent les conditions extrêmes d’un lancement. Les satellites seront exposés à une force de 222 kilonewtons, équivalente à quatre fois la morsure d’un Tyrannosaurus Rex. Si le moindre élément est légèrement desserré sur un satellite, ces machines le découvriront.

Pendant le test acoustique, un mur géant de 48 haut-parleurs bombardera les satellites avec jusqu’à 146 décibels de bruit blanc. Pour un être humain, cela équivaudrait à se tenir dans le moteur d’un avion. « Vous auriez des dommages auditifs graves », explique Ian Horsfall, responsable du groupe de dynamique à RAL Space. Ce test vise à imiter à la fois le bruit des moteurs de fusées au décollage et le volume extrême au sommet de la fusée – où les satellites sont stockés sur leur chemin vers l’orbite.

Dans la salle de test d’antennes, 40 000 pointes en mousse sur le mur absorbent tout le bruit et les ondes électromagnétiques des satellites, tandis que la salle agit comme une cage de Faraday pour bloquer les rayonnements électromagnétiques entrants. L’antenne d’un satellite peut ensuite être focalisée sur un récepteur dans la pièce, pour vérifier que son faisceau peut être dirigé de l’orbite vers la Terre, malgré la distance de plusieurs centaines ou milliers de kilomètres et les vitesses immenses auxquelles il se déplace.