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La décision de Kepler de construire ses propres cubesats surprend les fabricants – SpaceNews.com

La planète avait l’impression de ne pas avoir le choix. Lorsque la startup de l’observation de la Terre a commencé à lancer des caméras en orbite en 2013 et 2014, les chaînes de fabrication ne produisaient pas des cubes-ats par douzaines.

Ce n’est plus le cas. Blue Canyon Technologies, AAC Clyde Space, GomSpace, NanoAvionics, Tyvak et plusieurs autres sont prêts et disposés à construire des cubesats en masse. De nombreux fabricants de cubesats ont donc été surpris lorsque Kepler Communications a annoncé en janvier son intention de fabriquer en interne sa constellation de 140 satellites Internet des objets.

Kepler est sur le point de devenir l’un des plus grands opérateurs de cubesat au monde une fois que sa constellation sera entièrement en orbite, un objectif fixé pour la fin de 2022. Seule Planet exploite actuellement une flotte de cette taille.

Cependant, au lieu de lancer un appel d’offres officiel auprès d’un large éventail de constructeurs de cubes, la société Kepler, basée à Toronto, s’est tournée vers le laboratoire de vol spatial (SFL) de l’Institut de l’aérospatiale de l’Université de Toronto pour l’aider à mettre en place sa propre chaîne de fabrication. Kepler a également reçu 1 million de dollars canadiens (760 000 $) de l’Agence spatiale canadienne pour faire mûrir ses techniques de conception et de production de bus, ce qui a amené certains observateurs à conclure que la fierté nationale pouvait jouer un rôle. Grâce à Kepler, le Canada est en train de mettre en place une capacité de fabrication de cubesat robuste.

Pièce à conviction A

Alors que les startups ont annoncé des plans pour les constellations de cubesat ces dernières années, les entreprises ont étendu leurs lignes de fabrication pour répondre à la demande. La société danoise GomSpace a augmenté sa production pour répondre à une commande importante de Sky and Space Global qui a été suspendue l’année dernière lorsque la startup australienne Internet of Things a eu du mal à réunir suffisamment de fonds pour une constellation de 200 cubesat.

Blue Canyon Technologies se prépare à ouvrir ce printemps une usine de fabrication capable de produire plusieurs cubesats par semaine, selon le PDG George Stafford.

Les constructeurs de Cubesat, tels que Blue Canyon Technologies, se disent prêts à passer des commandes en gros – si jamais elles se concrétisent. Crédit : Blue Canyon Technologies

Stafford et le PDG de GomSpace, Niels Buus, ont déclaré que leurs deux entreprises ont la capacité de construire une constellation de la taille de celle de Kepler. Même les fabricants qui n’ont pas les moyens de construire 140 satellites ou plus aujourd’hui pourraient rapidement passer à l’échelle pour produire des lots de satellites identiques si on leur en donne la possibilité, a déclaré Arnoldas Pečiukevičius, ingénieur système chez NanoAvionics en Lituanie.

Malgré toute cette capacité, les fabricants n’ont pas la possibilité de faire des offres pour des commandes importantes de cubesats identiques. Les entreprises continuent à commander des cubesats à un et à deux exemplaires, a déclaré Craig Clark, fondateur et directeur de la stratégie d’AAC Clyde Space. Si quelqu’un disait à un constructeur de cubesat, « pouvez-vous construire 100 satellites comme celui que vous venez de faire, il se mordrait la main pour le faire », a déclaré Clark lors du Symposium SmallSat à Mountain View, Californie, au début de ce mois. « Mais on ne leur donne pas la chance de le faire. »

Clark ne parlait pas spécifiquement de l’ordre Kepler mais du marché en général. Néanmoins, la décision de Kepler peut être considérée comme la pièce A. AAC Clyde semblait être le choix évident pour la constellation de Kepler car la firme, basée à Glasgow, a construit trois prototypes pour celle de Kepler. Cependant, lorsque le moment est venu de faire une offre pour la constellation complète, AAC Clyde n’a pas pu proposer le bon mélange de « prix, calendrier et technologie » pour la constellation, a déclaré le PDG Luis Gomes.

Les fabricants craignent que les opérateurs de constellations cubesat aient des objectifs de prix irréalistes.

« Le coût n’est qu’une variable », a déclaré M. Stafford. « Nous encourageons l’idée que l’accessibilité financière, la rapidité de mise sur le marché et les performances en orbite doivent être conjuguées pour réussir ».

En partie à cause du manque de commandes en volume, les prix des cubesat sont plus proches de ceux des voitures de performance de 400 000 $ que de ceux des smartphones de 1 000 $, a déclaré M. Clark. Même à ces prix, les bénéfices nets des fabricants ont tendance à baisser dans une fourchette de 5 à 10 %, a-t-il dit.

À long terme, certains opérateurs de constellations peuvent dépenser plus pour produire leurs propres cubesats que pour les acheter à un fabricant spécialisé, a déclaré Buus de GomSpace, car les fabricants spécialisés peuvent atteindre une production en plus grand volume. « Si vous avez besoin de 100 satellites par an, il sera toujours moins cher de construire 1 000 satellites par an », a-t-il ajouté.

Le président de Pumpkin, Andrew Kalman, a déclaré que son entreprise ne convenait pas aux acheteurs de cubesat qui recherchent les composants les moins chers.

« L’industrie est dans une période d’afflux substantiel de capitaux, à la recherche de véhicules d’investissement, et les entreprises de NewSpace font des présentations convaincantes pour s’assurer de gros revenus », a-t-il déclaré. « En raison du rythme frénétique, je soupçonne que l’évaluation objective de la qualité, les délais réels, la flexibilité et la marge de conception, ainsi que toute une série d’autres paramètres de conception, de fabrication et de production, se perdent parfois dans l’excitation de rêver à la construction du prochain grand projet ».

L’éthique de NewSpace

La PDG de Kepler, Mina Mitry, est cependant convaincue que l’intégration verticale est la bonne approche pour la constellation de l’Internet des objets de l’entreprise. Les fabricants ne sont pas prêts à construire la constellation de Kepler de 10 kilos de cubesats rapidement, à un prix abordable et de manière suffisamment fiable, a déclaré Mme Mitry.

Kepler a évalué une dizaine de fabricants potentiels dans le cadre d’un processus qui comprenait des soumissions, des visites sur place et des examens technologiques avant de décider de construire ses cubesats en interne, a déclaré M. Mitry. « Les critères d’évaluation étaient le prix, la performance et le volume », a-t-il déclaré. « Trouver cette combinaison a été assez difficile ».

Les fabricants de Cubesat qui ont investi dans des installations de fabrication n’ont pas nécessairement été largement récompensés, a déclaré M. Mitry. Sans commandes en volume, ils se sont tenus à leurs modèles commerciaux historiques centrés « sur des contrats ponctuels, la fabrication de sous-systèmes et ce type de développement sur mesure », a-t-il ajouté. « Cela ne leur a pas vraiment permis de mûrir. »

Astrocast construit 100 satellites en interne (comme les cinq présentés ici) pour contrôler de plus près les coûts, les cycles de développement, les tests et d’autres aspects de la fabrication, selon le PDG Fabien Jordan. Crédit : Astrocast

Mitry a refusé de nommer les fabricants envisagés par Kepler. GomSpace, Blue Canyon Technologies, Pumpkin et NanoAvionics ont déclaré n’avoir jamais été contactés pour faire une offre sur la constellation de Kepler.

Le directeur de SFL, Robert Zee, a déclaré que l’approche de Kepler est « typique d’une société NewSpace », qu’il définit comme des entreprises qui fournissent des services et fabriquent leurs propres satellites pour maintenir des coûts bas. SFL conçoit et construit le premier cubesat de la constellation opérationnelle de Kepler et aide ce dernier à mettre en place une installation pour produire en masse ses autres satellites. « La dimension que nous apportons est l’expérience, l’héritage, la technologie, [et] les satellites de haute performance à faible coût », a déclaré M. Zee.

Kepler reçoit également l’aide du fournisseur canadien de composants Sinclair Interplanetary, qui a accordé à Kepler une licence pour produire en masse des roues à réaction pour sa constellation.

Intégrer verticalement ou non

Malgré le cas de Kepler, certains opérateurs de cubesat disent avoir eu du mal à trouver des fabricants pour répondre à leurs besoins.

La startup suisse Astrocast construit sa constellation de 100 cubes en interne en utilisant 50 mètres de laboratoire et cinq de ses 40 employés, a déclaré son PDG Jordan Fabien.

« L’intégration complète de notre production de satellites est la seule solution que nous ayons trouvée pour garder nos cycles de développement aussi courts que possible et apporter des améliorations rapides et continues à la conception », a-t-il déclaré.

En mars, Astrocast emménagera dans de nouvelles installations de 350 mètres carrés pour construire jusqu’à 30 satellites par an, a-t-il déclaré.

La planète, avec environ 140 satellites en orbite, n’est toujours pas convaincue que des fabricants spécialisés la serviraient bien.

« J’ai toujours dit que s’il y avait des gens qui pouvaient construire nos satellites plus vite et moins cher que nous, nous préférerions absolument leur acheter ces satellites et nous concentrer ailleurs », a déclaré Chester Gillmore, vice-président de Planet chargé du développement et de la fabrication des engins spatiaux, en 2019 lors d’un événement organisé par Aerospace Corp. en Floride.

Bien que Planet mette fréquemment à jour ses cubesats, elle préférerait externaliser si un vendeur pouvait construire ses satellites sans sacrifier les objectifs de coût, le niveau de service ou la qualité des engins spatiaux de Planet.

« L’industrie devrait vraiment atteindre un haut degré de maturité avant que cela ne devienne vraiment viable, mais nous aimerions beaucoup cela », a-t-il déclaré. « Il y a tellement de choses que j’aimerais ne pas avoir à faire dans ce que nous faisons ».

En revanche, la société de cartographie par radiofréquence HawkEye 360 et la start-up Internet of Things Kinéis ont choisi d’externaliser leurs constellations, non sans difficultés.

« Le goulot d’étranglement n’est pas le lancement en ce moment, franchement, c’est la capacité de production ici aux États-Unis », a déclaré John Serafini, directeur général de HawkEye 360, lors d’un événement de la Chambre de commerce américaine en décembre. « Les fabricants américains de bus microsatellites sont relativement dérisoires. La plupart d’entre eux sont des installations de type [recherche et développement]. Il n’y en a pas beaucoup à l’échelle ».

SFL construit actuellement les 15 prochains cubesats de cartographie des fréquences radio de HawkEye 360, que la firme de Herndon, en Virginie, prévoit de lancer d’ici la fin 2021.

Kinéis, qui est basé près de Toulouse, en France, a choisi le fournisseur de bus Hemeria et le fournisseur de charge utile Thales Alenia Space pour construire 25 cubesats en partie à cause de leur proximité. « Ils sont à environ 20 minutes de route de notre siège social », a déclaré Alexandre Tisserant, le PDG de Kinéis. De plus, Hemeria et Thales Alenia Space ont construit des équipements Argos de localisation et de collecte de données qui sont à la base de la constellation du Kinéis. Les employés de Kinéis ont également plus d’expérience dans la conception d’applications que dans la construction de satellites, a déclaré M. Tisserant.

« Sur le papier, il serait peut-être plus viable économiquement de le faire nous-mêmes, mais vu l’état des connaissances et les personnes que nous pouvons trouver et que nous avons dans la région de Toulouse, je pense que c’est certainement le meilleur choix », a-t-il ajouté.

Il y a un écosystème sain pour les nouveaux acteurs qui construisent un ou deux cubesats, a déclaré Chris Boshuizen, co-fondateur de Planet qui travaille maintenant comme partenaire opérationnel pour Data Collective, une société de capital-risque de San Francisco. « Plusieurs fournisseurs proposent des produits similaires avec des niveaux de prix et des caractéristiques variables », a-t-il ajouté. Pour les nouvelles entreprises, « acheter des trucs est absolument la bonne idée » car « cela vous permettra de démarrer rapidement ».

Le calcul est cependant différent pour les grands opérateurs de constellations. Ils doivent examiner le coût de chaque composant, des radios aux roues de réaction en passant par les propulseurs et les processeurs. Si l’opérateur de la constellation dispose de l’expertise interne pour construire des satellites avec plus de capacité à un coût inférieur à ce qu’il peut acheter, il est logique d’intégrer verticalement, a déclaré M. Boshuizen.

Pour l’instant, la fabrication de cubesat est « un marché de boutique sain, pas une industrie manufacturière à grande échelle florissante », a déclaré M. Boshuizen.

La question est de savoir comment elle va devenir une industrie manufacturière à grande échelle, à moins que les entreprises ne passent des commandes importantes.

Cet article a été publié dans le numéro du 24 février 2020 du magazine SpaceNews.