BROOMFIELD, Colorado — L’une des plus anciennes missions astronomiques de la NASA, l’observatoire Neil Gehrels Swift, est hors service depuis plus d’un mois, les scientifiques attendant l’arrivée d’une mission de sauvetage robotisée pionnière.
Résumé (mais les détails sont incroyables et les chances de réussite tiennent du miracle)
Le satellite Swift de la NASA, en service depuis 21 ans, est en train de perdre son orbite et risque de retomber sur Terre d’ici quelques mois. Bien qu’il ne soit pas aussi emblématique que Hubble, il reste essentiel pour détecter les sursauts gamma, des phénomènes cosmiques très puissants.
Pour tenter de le sauver à moindre coût, la NASA a confié à la startup Katalyst Space Technologies une mission innovante de 30 millions de dollars. Celle-ci consiste à envoyer un satellite robotisé nommé Link pour s’amarrer à Swift et le repositionner sur une orbite plus élevée afin de prolonger sa durée de vie.
Cette mission est très ambitieuse et risquée :
Swift n’a jamais été conçu pour être réparé en orbite
Katalyst n’a jamais réalisé ce type d’opération
Le délai est extrêmement court (moins d’un an)
L’état réel du satellite est mal connu
Malgré ces incertitudes, la NASA voit un double intérêt : sauver un outil scientifique précieux et tester une nouvelle approche commerciale de maintenance spatiale, plus rapide et moins coûteuse.
Le lancement est prévu pour juin, avec une fenêtre de tir très limitée. Si la mission réussit, ce serait une première historique et une avancée majeure pour la maintenance des satellites en orbite. En cas d’échec, Swift se désintégrera dans l’atmosphère entre l’été et l’automne.
Le vaisseau spatial Swift, âgé de 21 ans, est en train de quitter son orbite, et les responsables de la NASA estiment qu’il vaut la peine d’être sauvé – moyennant un prix raisonnable. Swift n’est pas une mission astronomique phare comme Hubble ou Webb ; il n’est donc pas question d’envoyer des astronautes ni de dépenser des centaines de millions de dollars pour une expédition de sauvetage. Hubble a été modernisé par cinq missions de la navette spatiale, et le milliardaire et astronaute commercial Jared Isaacman – aujourd’hui administrateur de la NASA – a proposé en 2022 une mission financée par des fonds privés pour assurer la maintenance de Hubble, mais l’agence a rejeté l’idée.
Swift pourrait constituer une cible plus appropriée pour une mission de sauvetage commerciale inédite. Sa construction, son lancement et son exploitation ont coûté environ 500 millions de dollars (en tenant compte de l’inflation), mais il est nettement moins cher que Hubble ; les conséquences d’un sauvetage raté seraient donc bien moins graves. En septembre dernier, la NASA a attribué à la société Katalyst Space Technologies un contrat de 30 millions de dollars pour la construction et le lancement rapides d’un satellite commercial destiné à stabiliser l’orbite de Swift et à prolonger sa mission.
L’observatoire Swift évolue en orbite terrestre basse, où les couches les plus externes de l’atmosphère exercent encore une certaine influence aérodynamique sur les satellites. Lancé en novembre 2004, le satellite a pour mission de détecter les sursauts gamma , les explosions les plus puissantes de l’Univers connu. Malgré son ancienneté, les astrophysiciens s’appuient toujours sur les instruments multi-longueurs d’onde de Swift pour identifier et localiser les sursauts gamma, permettant ainsi à d’autres observatoires de poursuivre les observations.
Les sursauts gamma surviennent sans prévenir, lors de la mort d’étoiles massives donnant naissance à des trous noirs, ou lors de la fusion d’étoiles à neutrons et de trous noirs. Leur rémanence peut durer de quelques secondes à plusieurs heures. Les scientifiques ont besoin de satellites comme Swift pour les détecter et les étudier. L’une des capacités uniques de Swift est de pouvoir se tourner rapidement vers les sources de rayons gamma avant qu’elles ne s’estompent, une aptitude qui a donné son nom à la mission. Jusqu’au mois dernier, la mission est restée opérationnelle et a continué à produire des résultats scientifiques significatifs ; aucun autre satellite américain ne possède des capacités équivalentes à celles de Swift.
Mais le satellite Swift s’écrasera inévitablement sur Terre, probablement avant la fin de l’année, sans possibilité de réorientation. C’est là qu’intervient Katalyst. Le vaisseau spatial robotisé de la société, baptisé Link, tentera de rejoindre et de s’amarrer au satellite Swift, puis de le faire monter en altitude afin de prolonger la durée de vie de l’observatoire.
C’est-à-dire, si tout se déroule comme prévu.
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Illustration artistique du vaisseau spatial Link de Katalyst (en haut) s’approchant de l’observatoire Swift de la NASA (en bas)
Échéance imminente
Il y a quelques points importants à savoir concernant cette mission. Premièrement, Swift n’a jamais été conçu pour être capturé ou remis en orbite. Deuxièmement, il s’agit de la première tentative d’amarrage de Katalyst à un autre satellite dans l’espace. Troisièmement, la NASA a imposé à Katalyst un délai extrêmement court de neuf mois seulement pour construire, tester et lancer la mission de sauvetage avant que l’altitude de Swift ne devienne trop basse pour un rendez-vous en toute sécurité.
« C’est un projet techniquement très ambitieux », a déclaré Ghonhee Lee, fondateur et PDG de Katalyst.
Le lancement est prévu pour le 1er juin et la marge d’erreur est infime. D’ici la fin de l’été ou le début de l’automne, Swift passera sous la barre des 320 kilomètres d’altitude, une altitude trop basse pour que Katalyst puisse contrôler son vaisseau spatial avec précision. « L’amarrage de deux gros vaisseaux spatiaux génère une forte résistance », a déclaré Lee. « Au départ, nous pensions avoir plus de temps. »
Les objectifs de la NASA sont doubles : premièrement, démontrer une capacité importante pour l’avenir de l’exploration spatiale, et deuxièmement, sauver Swift d’une fin tragique et poursuivre ses observations scientifiques.
« Nous avons compris qu’il est impossible de garantir un succès à 100 % dans ce domaine », a déclaré Lee.
Lors de sa visite chez Katalyst fin février, Ars a constaté que les techniciens étaient absorbés par leurs tâches, soudant des pièces, assemblant des panneaux solaires et préparant des composants pour des tests environnementaux. Pour une mission spatiale gouvernementale classique, un projet pourrait atteindre ce stade de fabrication des années avant d’être lancé.
« Ce n’est pas encore aussi abouti que vous l’espériez », a déclaré un responsable de l’entreprise. « N’oubliez pas que nous avons commencé ce projet il y a environ cinq mois, donc nous progressons bien compte tenu de ces cinq mois-là. »
Les journalistes sont naturellement sceptiques, mais les employés de Katalyst avec lesquels je me suis entretenu ne doutaient guère de la véracité des faits. L’entreprise travaille sans relâche, nuits et week-ends compris, accepte les risques, se tourne vers de nouvelles idées et vise l’excellence. Une quarantaine d’employés de Katalyst travaillent à l’opération de sauvetage du Swift, tous réunis à proximité immédiate dans l’usine.
Lorsque Katalyst a commencé à commander des pièces pour la mission de sauvetage, les responsables ont constaté que certains sous-traitants étaient incapables de fournir les composants dans des délais aussi courts. Katalyst a donc rapidement changé de fournisseur ou, dans certains cas, a décidé de fabriquer elle-même les éléments.
« En gros, on travaille là où tout converge », a déclaré Lee. « La conception, les tests et la vérification se font simultanément. »
Une nouvelle façon de faire des affaires
La NASA s’intéresse depuis longtemps à la maintenance robotisée des satellites. L’agence a investi 1,5 milliard de dollars dans un projet, aujourd’hui abandonné, qui visait à développer plusieurs technologies clés pour le rehaussement d’orbite, la réparation et le ravitaillement en vol, mais qui, finalement, n’a jamais vu le jour. Désormais, la NASA fait appel à une entreprise pour la prestation de ce service, selon un modèle similaire à celui utilisé pour les programmes Commercial Crew et Cargo.
Dans un communiqué de presse annonçant le contrat avec Katalyst l’année dernière, Shawn Domagal-Goldman, directeur de la division d’astrophysique de la NASA, a déclaré que la mission de sauvetage utilise une « approche tournée vers l’avenir et tolérante au risque » et « est à la fois plus abordable que le remplacement des capacités de Swift par une nouvelle mission, et bénéfique pour le pays, étendant l’utilisation des services de satellites à une nouvelle classe plus large d’engins spatiaux ».
Seul Northrop Grumman, l’un des plus importants groupes aérospatiaux et de défense américains, a mené à bien une mission de maintenance commerciale avec un satellite initialement non destiné à recevoir des visiteurs. Fondée en 2020, Katalyst a placé à ce jour deux petits satellites en orbite et développe actuellement Nexus, une plateforme spatiale manœuvrable conçue pour s’approcher d’autres objets en orbite, les inspecter ou en assurer la maintenance. Le principal marché de Nexus sera l’armée américaine.
La plateforme de maintenance Link sélectionnée pour le dépannage de Swift est une étape intermédiaire avant Nexus.
« Ce programme ne vise en aucun cas à inventer de nouvelles technologies », a déclaré Lee. « Nous utilisons des technologies déjà développées, que ce soit ici ou dans l’ensemble du secteur, et nous les combinons intelligemment pour gagner un temps précieux. De plus, le budget est de seulement 30 millions de dollars. »
Katalyst a devançant les propositions concurrentes de Starfish Space et d’une équipe composée de Cambrian Works et d’Astroscale . remporté le contrat de sauvetage de Swift en septembre dernier,
À l’époque, les responsables prévoyaient que Swift rentrerait dans l’atmosphère vers la fin de l’année, ou peut-être au plus tard début 2027. Mais l’activité solaire a été intense, provoquant de fortes tempêtes géomagnétiques. Ces tempêtes entraînent une dilatation de l’atmosphère terrestre, ce qui accroît la résistance de l’air en orbite terrestre basse. Désormais, les ingénieurs prévoient que Swift se désintégrera entre fin juillet et octobre, a déclaré Lee.
Cela va-t-il vraiment fonctionner ?
Si nous ne lançons pas la mission en juin, il y a un réel risque qu’elle n’aboutisse pas », a déclaré Lee.
Katalyst privilégie le gain de temps à la fiabilité. « Il vaut mieux concevoir un vaisseau spatial fonctionnel ayant de réelles chances de réussir sa mission que de retarder le lancement de deux ou trois mois pour gagner 1, 2, 3 ou 4 % de fiabilité », a déclaré Lee. « L’important, c’est de le mettre en orbite. Je pense que la NASA l’a bien compris. »
« Cela contraste fortement avec l’idée précédente de “ne pas nuire” », a déclaré Lee. « Certes, “ne pas nuire” est une bonne mentalité, mais je pense qu’elle peut étouffer l’innovation car on ne prend jamais de risques. Il s’agit ici du juste milieu entre les besoins opérationnels et la tolérance au risque. »
Katalyst fait partie des nombreuses entreprises américaines qui s’intéressent aux opérations de rendez-vous et de proximité (RPO). Dans bien des cas, ces entreprises ont devancé le gouvernement en matière d’expertise dans ce domaine. La NASA a consacré près de dix ans au développement d’une mission de démonstration de maintenance, propriété du gouvernement, avant son annulation en 2024. Un programme de la DARPA a connu des retards similaires.
« Nous nous appuyons sur leurs acquis, et je tiens à leur rendre hommage », a déclaré Lee à propos de la NASA. « Le problème de ces programmes, c’est qu’ils n’avaient ni client ni application concrète. On se disait : “Allons-y, faisons plein de choses différentes en espérant que quelqu’un y voie un intérêt.” Le danger, c’est que le projet s’étende de façon excessive, et c’est exactement ce qui s’est produit. Les programmes ont été constamment retardés. »
À l’inverse, le monde commercial accorde une grande importance aux démonstrations en vol. « Pour nous, ces appareils doivent voler, sinon notre entreprise ne mérite pas d’exister », a déclaré Lee.
Jeu de devinettes
Personne n’a encore tenté de récupérer un satellite sur le point de rentrer dans l’atmosphère. Le mois dernier, la NASA a suspendu la plupart des opérations scientifiques de Swift afin de réduire la résistance atmosphérique et de ralentir la dégradation de son orbite. Les équipes au sol maintiendront le satellite dans une orientation minimisant les effets de cette résistance.
Si Katalyst parvient à lancer la mission de sauvetage avant que Swift ne s’approche trop près de la Terre, les ingénieurs ignorent ce qu’ils trouveront en s’approchant du vaisseau spatial.
« L’une des principales difficultés de cette mission réside dans le manque d’informations précises sur l’apparence de Swift avant son lancement », a expliqué un responsable de Katalyst, tandis que nous nous trouvions sous une maquette grandeur nature de la base de l’observatoire Swift. C’est dans ce laboratoire que les ingénieurs testent les bras robotisés qui captureront le satellite.
« Cette vue que nous avons ici, il n’existe aucune photo montrant cet angle. Aucune que nous ayons trouvée jusqu’à présent », a déclaré le responsable. Katalyst a consulté les archives de la NASA et de Northrop Grumman, qui a construit le satellite. « Il y a des photos de beaucoup de choses dans cette région », a déclaré le responsable. « Mais il n’y en a aucune, à la fin du projet, qui permette de se dire : “Voilà, c’est ce à quoi nous devrions nous attendre.” »
Le vaisseau de sauvetage Katalyst est équipé de trois bras robotisés munis de pinces qui tenteront de s’agripper à n’importe quelle partie appropriée de l’observatoire Swift. Les ingénieurs ont conçu un système capable, selon eux, de faire face à de nombreuses situations.
« Nous savons qu’il y a un radiateur sur l’un de ces panneaux latéraux, mais il était recouvert de peinture il y a 22 ans, avant le lancement de l’appareil, et il a été exposé aux ultraviolets pendant 22 ans », a déclaré le responsable. « La peinture est probablement craquelée et s’écaille, ce n’est donc pas un endroit idéal pour le démonter. »
Les couches isolantes externes du satellite ont été exposées à l’environnement extrême de l’espace, notamment à l’oxygène atomique. Cela peut provoquer des fissures semblables à celles du verre. La NASA a découvert ce phénomène lors de missions de maintenance du télescope spatial Hubble.
« Dès qu’on amorce une fissure, elle se propage », a expliqué le responsable. « Du coup, ces plastiques se comportent comme du verre et peuvent se briser. C’est bizarre. »
Après son lancement, il faudra plusieurs semaines au vaisseau de sauvetage pour atteindre Swift. Le module de service Katalyst s’approchera lentement et les capteurs de ses bras robotiques tenteront de repérer des points d’appui.
« Quoi qu’il arrive, nous allons beaucoup apprendre. Nous ignorons sa configuration exacte », a déclaré le responsable. « Nous ne savons pas précisément quelles surfaces sont accessibles… mais c’est pourquoi nous concevons nos systèmes pour qu’ils soient aussi polyvalents et robustes que possible. »
Le dernier Pégase
Au lieu de choisir une machine bien huilée comme le Falcon 9 de SpaceX pour lancer la mission de sauvetage, Katalyst a sélectionné le Pegasus XL, une fusée lancée depuis les airs qui n’a pas volé depuis 2021.
Pegasus a été le premier lanceur orbital au monde développé par une entreprise privée. Il a effectué 45 lancements depuis 1990, mais le programme Pegasus est en voie d’achèvement. Northrop Grumman a repris le programme en 2018 après l’acquisition d’Orbital ATK, elle-même issue d’Orbital Sciences, le concepteur initial de la fusée.
L’utilisation de la fusée Pegasus pour la mission de sauvetage de Swift peut paraître surprenante, mais un examen plus approfondi en révèle la raison. Swift vole près de l’équateur, oscillant entre 20 degrés de latitude nord et sud à chaque orbite, afin de minimiser le temps de survol de l’anomalie de l’Atlantique Sud, une zone de faiblesse du champ magnétique terrestre où les satellites sont exposés à des doses plus élevées de rayonnements nocifs. Pour Swift, cette exposition pourrait contaminer les observations scientifiques.
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Sur cette photo de 2016, une fusée Pegasus XL se détache de son avion porteur quelques instants avant l’allumage, afin de transporter une mission de recherche de la NASA en orbite terrestre basse
Si elle était lancée par une Falcon 9, la mission de sauvetage nécessiterait un vol dédié depuis Cap Canaveral, en Floride, pour atteindre cette orbite inhabituelle. Elle ne pourrait pas bénéficier des missions de lancement partagé Transporter et Bandwagon de SpaceX, moins coûteuses et qui placent régulièrement de petits satellites sur des orbites à forte inclinaison. De plus, le satellite Katalyst est trop lourd pour Rocket Lab.
« Beaucoup de gens pensent que le lancement est un problème résolu. Ils voient la fréquence des vols du Falcon 9. Ils voient des entreprises comme Rocket Lab et Firefly se développer », a déclaré Lee. « Mais en réalité, le lancement n’est un problème résolu que si l’on peut embarquer un Transporter ou un Bandwagon. »
Le budget de 30 millions de dollars de la mission inclut le lancement. Katalyst n’a pas divulgué le montant de sa participation au lancement de Pegasus (Northrop avait facturé 28 millions de dollars pour un lancement en 2021), mais des moteurs de fusée étaient déjà construits pour une autre fusée Pegasus. Il y a fort à parier que l’entreprise a obtenu un tarif avantageux.
« Au départ de Cap Canaveral, un lancement avec une Falcon 9 dédiée coûterait environ 65 à 70 millions de dollars. Il n’y avait donc pas d’alternative. Pegasus était en fait une excellente option, car elle est conçue pour ce type de mission : atteindre des inclinaisons orbitales uniques, être très réactive, et sa capacité d’emport était idéale. Elle peut transporter jusqu’à 400 kilogrammes (880 livres) sur cette orbite. C’est exactement ce dont nous avons besoin. Une Falcon 9 aurait été largement surdimensionnée pour une mission comme celle-ci. »
Le système Pegasus présente l’avantage d’être mobile. La fusée et sa plateforme de lancement aéroportée seront assemblées en Californie, puis acheminées par avion jusqu’à l’atoll de Kwajalein, dans les îles Marshall, à environ 1 000 kilomètres au nord de l’équateur. De là, l’avion larguera Pegasus qui entamera son ascension vers l’espace.
« C’est un peu triste que ce soit le dernier Pegasus, car c’est une architecture vraiment performante pour ce genre d’applications », a déclaré Lee. « On peut imaginer qu’il y aura d’autres cas d’utilisation. »
Source: https://arstechnica.com/space/2026/03/a-unique-nasa-satellite-is-falling-out-of-orbit-this-team-is-trying-to-rescue-it/
