Brevet FR2972423A1 — publié le 20120914

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de lancement d'un satellite préalablement enfermé dans une enceinte. On sait qu'un dispositif de lancement de satellite peut porter un premier satellite dans sa partie supérieure et enfermer également un deuxième satellite dans une enceinte prévue à cet effet, cette enceinte comportant une partie fixe et une partie amovible, cette dernière pouvant prendre deux positions successives, à savoir une première position pour laquelle l'enceinte est fermée et enferme le deuxième satellite, et une deuxième position pour laquelle l'enceinte est ouverte et apte à libérer ledit deuxième satellite. Quelle que soit la position de la partie amovible de l'enceinte, la partie fixe est fixée au dispositif de lancement. Des satellites auxiliaires, de dimensions inférieures, peuvent en outre être reliés à la périphérie de l'enceinte. Ce dispositif de lancement, une fois dans l'espace, est dirigé sur l'orbite du premier satellite, où celui-ci est alors séparé dudit dispositif. Par la suite, le dispositif est éloigné de l'orbite du premier satellite, puis la partie amovible de l'enceinte renfermant le deuxième satellite est détachée, ce qui permet, lorsque ledit dispositif atteint l'orbite dudit deuxième satellite, de libérer ce dernier. Une fois le premier et le deuxième satellites ainsi lancés, le dispositif de lancement peut être dirigé sur une orbite de neutralisation (orbite dite cimetière) ou sur une orbite permettant sa destruction par une rentrée atmosphérique. Toutefois, lors d'un tel lancement, lorsque la partie amovible de l'enceinte (et éventuellement d'autres composants annexes tels que sangle de liaison, mécanisme de séparation, dispositifs pyrotechniques, etc.) est détachée du dispositif de lancement, celle-ci est éjectée dans l'espace où elle constitue alors un débris qui ne peut être définitivement détruit et qui contribue donc à la pollution de l'espace extra-atmosphérique. L'objet de la présente invention est de permettre de lancer un satellite préalablement enfermé dans une enceinte, sans pour autant être la source de débris susceptibles de polluer l'espace extra-atmosphérique. A cette fin, selon l'invention, le procédé de lancement d'un satellite préalablement enfermé dans une enceinte comportant une partie fixe et une partie amovible, ladite partie amovible pouvant passer d'une première position pour laquelle ladite enceinte est fermée et enferme ledit satellite à une deuxième position pour laquelle ladite enceinte est ouverte et apte à libérer ledit satellite, est remarquable par le fait qu'on établit, entre ladite partie fixe et ladite partie amovible, une liaison telle que, lorsque ladite partie amovible se trouve dans ladite deuxième position, ladite partie amovible reste attachée à ladite partie fixe. Ainsi, grâce à l'invention, lorsque l'enceinte est ouverte en vue de libérer le satellite, la partie amovible de ladite enceinte est déplacée tout en restant liée à la partie fixe de ladite enceinte. Dès lors, au lieu d'être éjectée dans l'espace extra-atmosphérique, la partie amovible peut être acheminée, avec le reste du dispositif de lancement, vers un lieu propice à sa destruction (ou sa neutralisation) et ne constituera donc pas un débris susceptible de polluer l'espace extra-atmosphérique. Il s'ensuit que la pollution extra-atmosphérique engendrée par le lancement d'un satellite enfermé dans une telle enceinte est significativement réduite. Pour la mise en oeuvre du procédé de lancement conforme à la présente invention, un dispositif de lancement d'un satellite comprenant une enceinte dans laquelle est préalablement enfermé ledit satellite, ladite enceinte comportant une partie fixe et une partie amovible, ladite partie amovible pouvant passer d'une première position pour laquelle l'enceinte est fermée et enferme ledit satellite à une deuxième position pour laquelle l'enceinte est ouverte et apte à libérer ledit satellite, est remarquable par le fait qu'il comprend des moyens de liaison entre ladite partie fixe et ladite partie amovible, lesdits moyens de liaison étant agencés pour que, lorsque ladite partie amovible se trouve dans ladite deuxième position, ladite partie amovible reste attachée à ladite partie fixe. Afin que le satellite soit correctement éjecté de l'enceinte tout en assurant que la partie amovible reste attachée à la partie fixe de l'enceinte, les moyens de liaison sont également agencés pour que, lorsque ladite partie amovible se trouve dans sa deuxième position, ladite partie fixe et ladite partie amovible ménagent dans l'enceinte une ouverture par laquelle le satellite est apte à être libéré. Les moyens de liaison comprennent préférentiellement une liaison de type charnière, ce qui permet d'ouvrir l'enceinte en faisant basculer la partie amovible par pivotement autour d'un axe. Les moyens de liaison peuvent en outre comprendre des moyens d'initiation et d'amortissement du mouvement de la partie amovible lorsque ladite partie amovible passe de sa première position à sa deuxième position, ce qui permet d'éviter des mouvements brusques de ladite partie amovible. Dans ce cas, les moyens d'initiation et d'amortissement peuvent par exemple comprendre des ressorts pneumatiques fixés respectivement à la partie fixe et à la partie amovible, ce qui permet à la fois le basculement, le freinage en bout de course et l'anti-retour de ladite partie amovible. Les moyens d'initiation et d'amortissement peuvent également être directement intégrés aux moyens de liaison. Pour lancer le satellite à distance, la partie amovible peut être apte à passer de sa première position à sa deuxième position sous l'action de moyens de fermeture/ouverture commandables. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif de lancement de deux satellites conforme à l'art antérieur. La figure 2 est une vue en perspective d'une enceinte conforme à la présente invention, apte à être intégrée au dispositif de lancement de la figure 1, lorsque la partie amovible est dans sa première position. La figure 3 est une vue de profil de l'enceinte de la figure 2. La figure 4 est une vue en perspective de l'enceinte des figures 2 et 3, lorsque la partie amovible est dans sa deuxième position. La figure 5 est une vue de profil de l'enceinte de la figure 4. Les figures 6A à 6E sont des vues en perspective du dispositif de lancement de la figure 1 dans lequel est intégrée l'enceinte des figures 2 à 5, lors des étapes successives de lancement des deux satellites. Le dispositif de lancement 1, montré schématiquement sur la figure 1 et apte à être envoyé dans l'espace par un lanceur (non représenté), comporte deux coques 2A et 2B, dont l'assemblage forme une coiffe dont le rôle est de protéger les satellites lors du déplacement du dispositif 1 dans l'atmosphère, lesdites coques 2A et 2B étant par la suite séparées dudit dispositif 1, afin de permettre la libération ultérieure desdits satellites. Ce dispositif 1 emporte en outre deux satellites principaux, dont un premier satellite 3, disposé dans la partie supérieure dudit dispositif et joint à une enceinte 4 par des premiers moyens de liaison/séparation 5, et un deuxième satellite 6 enfermé dans l'enceinte 4. D'autres satellites auxiliaires, de dimensions inférieures aux satellites 3 et 6, peuvent être logés à des emplacements spécifiquement ménagés au niveau de la paroi latérale externe de l'enceinte 4. Conformément à l'art antérieur présenté en regard de la figure 1, l'enceinte 4 comporte une partie fixe 4A et une partie amovible 4B. La partie amovible 4B est disposée initialement dans une première position pour laquelle l'enceinte 4 est fermée et enferme ainsi le deuxième satellite 6. Dans ce cas, la partie amovible 4B repose sur la partie fixe 4A de l'enceinte 4, ladite partie amovible 4B et ladite partie fixe 4A étant jointes l'une à l'autre par des deuxièmes moyens de liaison/séparation (non représentés). Lors du fonctionnement du dispositif de lancement 1, les coques 2A et 2B de la coiffe sont séparées l'une de l'autre, ainsi que du reste du dispositif 1, suivant deux directions sensiblement opposées représentées respectivement par les flèches F1 et F2 sur la figure 1. Une fois que les coques 2A et 2B sont suffisamment éloignées et que le dispositif 1 - après plusieurs manceuvres et changements d'attitude - est arrivé sur l'orbite du premier satellite 3, les premiers moyens de liaison/séparation 5 sont activés de sorte que ledit premier satellite 3, jusqu'alors retenu par lesdits premiers moyens de liaison/séparation 5, est séparé du dispositif de lancement 1 et mis à poste sur son orbite. Le dispositif de lancement 1 procède ensuite à des manoeuvres et changements d'attitude supplémentaires afin d'atteindre une autre orbite. Arrivé sur cette orbite, les deuxièmes moyens de liaison/séparation sont activés de sorte que la partie amovible 4B est séparée de la partie fixe 4A de l'enceinte 4 - et par-là même du dispositif 1. La partie amovible 4B passe alors de sa première position à sa deuxième position pour laquelle l'enceinte 4 est ouverte, comme représenté sur la figure 1. Le dispositif de lancement 1 procède ensuite à des manoeuvres et changements d'attitude supplémentaires afin d'atteindre l'orbite du deuxième satellite 6. Le deuxième satellite 6 peut alors être lancé dans l'espace par l'ouverture engendrée par le détachement de ladite partie amovible 4B, et ainsi être mis à poste sur son orbite. Afin d'assurer que le deuxième satellite 6 est fixé à l'intérieur de l'enceinte 4, puis séparé de ladite enceinte 4 lorsque la partie amovible 4B est elle-même détachée, des moyens supplémentaires de liaison/séparation 7 sont disposés au niveau de la partie fixe 4A de ladite enceinte 4 et reliés au deuxième satellite 6 par l'intermédiaire d'un adaptateur 8. Une fois le lancement des deux satellites 3 et 6 effectué, la partie fixe 4A de l'enceinte 4 reste solidaire du reste du dispositif de lancement 1 (dont seul l'élément supérieur 9 est représenté sur la figure 1), tandis que la partie amovible 4B de celle-ci est éjectée dans l'espace extra-atmosphérique, où elle constitue alors un débris de pollution. II est remédié à cet inconvénient, conformément à la présente invention, grâce à une configuration spécifique de l'enceinte 4 dont un exemple est représenté sur les figures 2 à 5. Dans cette enceinte 4 conforme à la présente invention, la partie fixe 4A et la partie amovible 4B sont jointes l'une à l'autre par des moyens de liaison 10 agencés pour que soit ménagée, dans l'enceinte 4, une ouverture par laquelle le deuxième satellite 6 peut être libéré, lorsque ladite partie amovible 4B - initialement dans sa première position (figures 2 et 3) - se trouve dans sa deuxième position (figures 4 et 5), sans toutefois que ladite partie amovible 4B soit détachée de ladite partie fixe 4A - et donc du dispositif 1. Dans l'exemple des figures 2 à 5, les moyens de liaison 10 sont formés d'une liaison de type charnière, installée au niveau des rebords respectivement supérieur 11A de la partie fixe 4A et inférieur 11B de la partie amovible 4B. Ainsi, partant de sa première position pour laquelle l'enceinte 4 est fermée (figures 2 et 3), la partie amovible 4B peut pivoter autour de l'articulation formée par les moyens de liaison 10 pour atteindre sa deuxième position (figures 4 et 5), pour laquelle une ouverture 12 (figure 5) est ménagée dans ladite enceinte 4 pour permettre de libérer le satellite 6. On notera que la liaison de type charnière représentée sur les figures 2 à 5 peut être remplacée par tout moyen de rotation approprié pour permettre de faire basculer la partie amovible 4B, par exemple un ou plusieurs joints de Carpentier. On notera également que, dans la configuration décrite en regard des figures 2 à 5, l'angle a (figure 5) formé par les rebords respectivement 11A et 11B est préférentiellement supérieur à 90°, de sorte que le satellite 6 peut être éjecté de l'enceinte 4 sans risquer de heurter la partie amovible 4B et d'être endommagé par cette dernière. L'enceinte 4 est en outre pourvue de moyens d'initiation et d'amortissement 13A et 13B du mouvement de la partie amovible 4B, destinés, d'une part, à initier le mouvement de ladite partie amovible 4B depuis sa première position vers sa deuxième position et, d'autre part, à amortir le mouvement de ladite partie amovible 4B lorsque celle-ci atteint sa deuxième position. Ces moyens d'initiation et d'amortissement peuvent par exemple se présenter sous la forme de ressorts pneumatiques 13A et 13B fixés respectivement à la partie fixe 4A et à la partie amovible 4B de l'enceinte 4, ce qui permet d'assurer, lorsque ladite partie amovible 4B est déplacée vers sa deuxième position, à la fois le basculement, le freinage en bout de course et l'anti-retour de ladite partie amovible 4B. Ces moyens d'initiation et d'amortissement peuvent également être intégrés directement aux moyens de liaison 10, lorsque ces derniers sont formés d'une charnière à pivotement amortissable telle que, par exemple, un ou plusieurs joints de Carpentier. L'enceinte 4 peut en outre être munie de moyens de fermeture/ouverture 14 (représentés sur la figure 3), commandables à distance, permettant de déclencher le pivotement de la partie amovible 4B autour des moyens de liaison 10. Ces moyens de fermeture/ouverture 14 joignent l'une à l'autre les parties fixe 4A et amovible 4B de l'enceinte 4, au niveau des rebords 11A et 11B, et sont répartis le long desdits rebords 11A et 11B. Les moyens de fermeture/ouverture 14 peuvent par exemple être formés d'écrous pyromécaniques, ces derniers permettant la liaison physique de la partie amovible 4B à la partie fixe 4A dans la première position de ladite partie amovible 4B, puis la séparation desdites parties 4A et 4B à l'endroit desdits écrous pyromécaniques, sur un ordre électrique. On notera que cette fonction d'ouverture commandable peut également être réalisée par d'autres moyens adéquats tels que des liaisons à sangle, des systèmes électromécaniques, ainsi que tout autre type de système de liaison susceptible d'être utilisé dans un dispositif de lancement de satellites sans engendrer de débris lors de la réalisation de cette fonction. Les figures 6A à 6E illustrent les étapes successives du lancement de deux satellites par un dispositif de lancement tel que celui de la figure 1, dans lequel est intégrée l'enceinte des figures 2 à 5. 2972423 s Lorsque le dispositif de lancement 1, équipé de deux satellites (figure 6A), dont un premier 3 est disposé dans la partie supérieure dudit dispositif 1 et un second est enfermé à l'intérieur d'une enceinte fermée 4 jointe au reste 9 dudit dispositif 1, a atteint l'orbite du premier satellite 3, ledit premier satellite 5 3 est séparé dudit dispositif 1 (figure 6B), dans le sens de la flèche F3, et mis à poste sur son orbite. Le dispositif de lancement 1 est ensuite acheminé vers l'orbite du deuxième satellite (figure 6C), où la partie amovible 4B, jusque là dans sa première position pour laquelle elle obture l'enceinte 4 et enferme ledit 10 deuxième satellite, est entrainée vers sa deuxième position (figure 6D), dans le sens de la flèche F4, sous l'action des moyens de fermeture/ouverture 14 de la figure 3 (non représentés sur les figure 6A à 6E). Lors de ce mouvement de la partie amovible 4B, cette dernière reste liée au reste de l'enceinte 4 par l'intermédiaire des moyens de liaison 10 et d'amortissement 13A et 13B 15 décrits ci-dessus. Une ouverture 12 est ainsi ménagée dans l'enceinte 4 en vue de libérer le deuxième satellite. Le deuxième satellite 6 est ainsi libéré de l'enceinte 4 (figure 6E), dans le sens de la flèche F5, pour être mis à poste sur son orbite. La partie amovible 4B reste alors attachée au reste de l'enceinte 4 (et par-là même au 20 reste du dispositif de lancement 1), par l'intermédiaire des moyens de liaison 10 et d'initiation et d'amortissement 13A et 13B, et peut être acheminée, avec ledit reste du dispositif 1, jusqu'à une zone de neutralisation (orbite dite cimetière) ou une zone de destruction. REVENDICATIONS1. Procédé de lancement d'un satellite (6) préalablement enfermé dans une enceinte (4) comportant une partie fixe (4A) et une partie amovible (4B), ladite partie amovible (4B) pouvant passer d'une première position pour laquelle ladite enceinte (4) est fermée et enferme ledit satellite (6) à une deuxième position pour laquelle ladite enceinte (4) est ouverte et apte à libérer ledit satellite (6), caractérisé en ce qu'on établit, entre ladite partie fixe (4A) et ladite partie amovible (4B), une liaison telle que, lorsque ladite partie amovible (4B) se trouve dans ladite deuxième position, ladite partie amovible (4B) reste attachée à ladite partie fixe (4A). 2. Dispositif (1) de lancement d'un satellite (6), ledit dispositif (1) comprenant une enceinte (4) dans laquelle est préalablement enfermé ledit satellite (6), ladite enceinte (4) comportant une partie fixe (4A) et une partie amovible (4B), ladite partie amovible (4B) pouvant passer d'une première position pour laquelle ladite enceinte (4) est fermée et enferme ledit satellite (6) à une deuxième position pour laquelle ladite enceinte (4) est ouverte et apte à libérer ledit satellite (6), caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de liaison (10, 13A, 13B) entre ladite partie fixe (4A) et ladite partie amovible (4B), lesdits moyens de liaison (10, 13A, 13B) étant agencés pour que, lorsque ladite partie amovible (4B) se trouve dans ladite deuxième position, ladite partie amovible (4B) reste attachée à ladite partie fixe (4A). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en que les moyens de liaison (10, 13A, 13B) sont également agencés pour que, lorsque ladite partie amovible (4B) se trouve dans ladite deuxième position, ladite partie fixe (4A) et ladite partie amovible (4B) ménagent dans l'enceinte (4) une ouverture (12) par laquelle le satellite (6) est apte à être libéré. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3,caractérisé en que les moyens de liaison (10, 13A, 13B) comprennent une liaison de type charnière. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en que les moyens de liaison (10, 13A, 13B) comprennent des moyens d'initiation et d'amortissement (10, 13A, 13B) du mouvement de la partie amovible (4B) lorsque ladite partie amovible (4B) passe de ladite première position à ladite deuxième position. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en que les moyens d'initiation et d'amortissement (13A, 13B) comprennent des ressorts pneumatiques fixés à ladite partie fixe (4A) et à ladite partie amovible (4B). 7. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en que ladite partie amovible (4B) est apte à passer de ladite première position à ladite deuxième position sous l'action de moyens de fermeture/ouverture (14) commandables.