Satellites géostationnaires

Les besoins en remplacement de satellites géostationnaires, estimés d'après l'espérance de "vie" au moment de leur lancement :



Le nombre de satellites géostationnaires à lancer chaque année pourrait donc remonter à un niveau plus élevé qu'actuellement en 2024. 

Néanmoins, ils ont plutôt tendance à être exploités plus longtemps, ce qui peut retarder la nécessité de leur remplacement, être remplacés par des satellites en nombre plus faible mais avec une plus grosse charge utile, ou être remplacés (pour ceux destinés aux télécommunications) par des satellites en orbite basse.

Le prochain travail est d'étendre ce graphique aux années écoulées, pour voir si les besoins en remplacement et les lancements chaque année ont été corrélés.

A suivre.

Comparaison des besoins en remplacement de satellites géostationnaires et les lancements effectifs chaque année :

J'ai terminé la remontée jusqu'en 1963 pour passer en revue tous les satellites géostationnaires lancés (au nombre de 1243), avec malheureusement pas mal de données manquantes.

L'année correspondant à la fin de l'espérance de vie nominale annoncée au moment du lancement correspond à l'histogramme bleu.

Le nombre de lancements effectivement réalisés chaque année correspond à la ligne verte.

Le nombre de lancements effectifs est logiquement supérieur car ces lancements correspondent aussi à une réponse à l'augmentation de la demande et à la construction de nouvelles capacités, en plus des remplacements.

La durée de vie effective de ce type de satellite a-t-il eu tendance à dépasser la durée de vie nominale prévue par le constructeur dès le début de leur utilisation dans les années soixante ?

montmein69 a écrit:La durée de vie effective de ce type de satellite a-t-il eu tendance à dépasser la durée de vie nominale prévue par le constructeur dès le début de leur utilisation dans les années soixante  ?

Je ne sais pas encore. Je suis en train de terminer l'espérance de vie au moment du lancement, en cherchant les données manquantes, et je commence seulement à passer en revue la fin de mission effective.

A suivre.

Nouvelle version, incluant VA243 (2 satellites de 15 ans d'espérance de vie nominale, donc à remplacer en 2033) et l'ajout de nombreuses données manquantes :



Sur la période 1963-2018, les données manquantes sont d'environ 1,4 satellite / an.

Mauvaise nouvelle pour les constructeurs de satellites et les opérateurs de lancement : DirecTV ne commandera plus de satellites et bascule sur la distribution de contenus par internet.
https://twitter.com/pbdes/status/1069614579582418945
OTT : https://en.wikipedia.org/wiki/Over-the-top_media_services

La flotte de satellites de DirecTV : https://en.wikipedia.org/wiki/DirecTV_satellite_fleet

David L. a écrit:Mauvaise nouvelle pour les constructeurs de satellites et les opérateurs de lancement : DirecTV ne commandera plus de satellites et bascule sur la distribution de contenus par internet.
https://twitter.com/pbdes/status/1069614579582418945
OTT : https://en.wikipedia.org/wiki/Over-the-top_media_services

La flotte de satellites de DirecTV : https://en.wikipedia.org/wiki/DirecTV_satellite_fleet

L'article de Spacenews à propos de l'annonce de DirecTV : https://spacenews.com/directv-owner-att-says-its-done-buying-satellites/

La capacité de la fibre .... fait concurrence. Cela présage-t-il un basculement durable qui se généraliserait?

Tout dépendra de la quantité d'information qu'on fera transiter par la fibre, mais il n'y a pas de raison que sa "capacité" ne puisse pas évoluer et un remplacement par de la fibre plus évoluée (et ou de la compression de données encore plus efficace)  ne serait pas un problème dans quelques années si nécessaire.

Donc un chamboulement tous azimuts est-il prévisible alors que des constellations de satelllites (rapidement remplaçables) sont aussi une technique en déploiement ?

Bilan 2018 :

31 satellites ont été lancés vers l'orbite géostationnaire en 2018, un nombre inférieur au record de 44 de 2000. Mais sur 5 ans (2014-2018) le nombre moyen de satellites lancés annuellement est de 37,0, ce qui constitue un nouveau record.




 
La masse moyenne des satellites lancés cette année est de 4351 kg, en baisse par rapport à l'an dernier. Les masses sont comprises entre 1380 kg (Fengyun-2H) et 7075 kg (Telstar 19 Vantage).

Depuis la période 2005 - 2009, la croissance de la masse moyenne s'est fortement ralentie.



La puissance moyenne des satellites est de 9 kW. Les puissances sont comprises entre 280 W (Fengyun-2H) et 19 kW (SES-12).

L'espérance de vie moyenne des satellites lancés en 2018 est de 13,2 années. La plus courte est de 6 ans (Fengyun-2H) et la plus longue de 18 ans (SES-12).

Les espérances de vie des satellites lancés permettent de faire une estimation des besoins en remplacement dans les prochaines années. Un pic des besoins peut être anticipé sur la période 2024 - 2028, avec une trentaine de satellites par an. Mais le développement des constellations en orbite basse fait qu'il est désormais difficile de transformer cette estimation des besoins en remplacement en futurs lancements de satellites géostationnaires...

La courbe orange correspond aux satellites dont le lancement est d'ores et déjà prévu. D'autres viendront bien sûr s'ajouter, mais à la lumière du faible nombre de commandes enregistrées cette année et de l'annonce récente de DirecTV, la question qui se pose est : les lancements effectifs deviendront-ils inférieurs aux besoins de remplacement ? 

Bilan 2018 (suite) :

Répartition des masses chaque année :



Répartition des masses sur une période de 5 ans :





Sur les 6 dernières années, les proportions respectives des différents domaines de masses sont assez stables, les seules évolutions étant la réapparition de satellites de masse inférieure à 1 t et l'arrivée, encore timide, des poids lourds de plus de 7 t.

Marché commercial :

La part de marché d'Arianespace est stable, celle de SpaceX continue à augmenter, alors que Proton n'a fait aucun lancement commercial en 2018, pour la première fois depuis 1995 et donc depuis son entrée sur le marché commercial...

En 2018, CGWIC a réalisé le seul lancement commercial hors Arianespace et SpaceX.





Sur 5 ans :

David L. a écrit:

En 2019, SpaceX pourrait lancer 6 satellites géostationnaires avec 5 Falcon 9 et 1 Falcon Heavy, alors qu'Arianespace pourrait en lancer 10, avec 5 Ariane 5 ECA.

Arianespace pourrait donc rester le leader commercial dans ce domaine d'orbite.

Bilan 2019 :

Reprise des bilans après une longue pause...

30 satellites ont été lancés en GEO (27) et GSO (les 3 Beidou-3 I), avec une masse moyenne de 4630 kg, légèrement moins que le record de 4674 kg de 2013.

Les masses de 7 satellites sont inconnues : ZX-2D, ZX-6C, Tian Lian 2A, Beidou-2 G8, Blagovest 14L, ZX-18 et TJS-4 (6 chinois et un russe militaire)

La masse moyenne sur 5 ans continue à augmenter, avec un nouveau record de 4398 kg sur la période 2015-2019. Cette augmentation s'est faite au rythme de 87 kg/an sur la période 1963-1967 à 1988-1992, puis à 119 kg/an jusqu'à 2005-2009 et à 49 kg/an depuis.

Document réalisé par Jonathan McDowell, montrant les positions à un moment donné des satellites actifs en rouge et ceux qui ne le sont plus en noir. Le plan de ces derniers est incliné du fait de l'influence de la Lune et du Soleil.
https://twitter.com/planet4589/status/1310819218905075712

Décidément ce Jonathan aura été un contact passionnant pour moi, et le voir ajouter des applications à toutes celles bien prenantes qu'il avait déjà, c'est formidable. Si je me souviens bien j'ai eu mes premiers contacts direct avec lui au milieu des années 80 ou fin 80, et il est resté pour moi (surtout maintenant) une source d'information importante. Aussi je suis ravi de le voir ajouter cette représentation graphique sur la situation des sat GEO. J'avais déjà apprécié qu'il ajoute sa rubrique : vol suborbitaux, je vois, comme tu le montres, qu'il continue à donner de l'épaisseur à son activité sur notre sujet.

Astra-1F, lancé le 8 avril 1996, a été écarté de l'orbite géostationnaire après 24 ans de service. Son altitude a été augmentée de 320 km.

Il a été initialement placé par 19°E, puis 57°E à partir de 2009, 55°E à partir de 2011 pour Gazprom, et enfin 44°E à partir de février 2015.
https://twitter.com/planet4589/status/1321892444984791040

Début d'un (long) travail sur l'exploitation des satellites géostationnaires en orbite.

J'ai commencé par l'année 2003 pour faire un bilan de la situation actuelle des satellites lancés vers l'orbite géostationnaire cette année là.

Sur les 27 satellites lancés :

- 1 a été perdu au lancement (BSat-2c).

- 16 semblent toujours actifs, ayant tous dépassé la durée de fonctionnement prévue (sous réserves, USA-171 étant classifié et Chinasat-20 étant un satellite militaire chinois).

- 5 n'ont pas atteint la durée d'exploitation prévue, dont Cosmos 2397 tombé en panne seulement 2 mois après son lancement et Yamal-201 qui n'a pu être écarté de l'orbite géostationnaire

- 5 ont été retirés du service en ayant dépassé la durée d'exploitation prévue.

La durée moyenne d'exploitation prévue pour 25 des 27 satellites (données manquantes pour GSat-2 et Orion-5 / USA-171) était de 12,3 années.

Plus que 57 années à analyser... 

24 satellites ont été lancés vers l'orbite géostationnaire en 2020, dont 2 perdus au lancement (XJY-6 et Palapa-N1 / Nusantara-2).

19 tirs orbitaux emportaient des satellites destinés à rejoindre l'orbite géostationnaire.

11 satellites ont été lancés dans le cadre d'un contrat commercial, dont :
- 7 par Arianespace (Eutelsat Konnect, GSAT-30, JCSat-17, GEO-KOMPSAT-2B, Galaxy 30, MEV-2, Bsat-4b),
- 2 par SpaceX (Anasis II, Sirius XM-7),
- 2 par CGWIC (Palapa-N1 / Nusantara-2, Apstar-6D).

Evolution de 1977 à 2020 :



Pourcentage du nombre de satellites lancés chaque année :



En moyenne glissante sur 5 ans, pour mieux voir la tendance :

La masse moyenne de l'ensemble des satellites géostationnaires lancés en 2020 est de 4009 kg, en baisse par rapport aux 4566 kg de 2019.

Mais parmi les 24 satellites lancés cette année, la masse de 6 satellites est inconnue (TJS-5, XJY-6, Anasis II, Gaofen-13, JDRS-1 et USA-311).

Telstar 12 Vantage (15°O) remplace Telstar 12 (109,2°O), en orbite depuis 21,2 ans et retiré du service entre le 15 et le 26 décembre 2020.

D'une masse de 3814 kg, construit sur la base d'une plate-forme 1300 par Space Systems/Loral et prévu pour une durée de fonctionnement de 15 ans, Telstar 12 a été lancé le 19 octobre 1999 par une Ariane 44LP avec le nom Orion-2 et placé par 15°O. Orion Network Systems est racheté par Loral Skynet en 1999, puis ce dernier est racheté par Telesat en 2007. Il est déplacé vers la position 109,2°O en 2016.

https://twitter.com/planet4589/status/1344835582229405696

De rachat en rachat, on en perd l'intérêt technologique pour le noyer dans l'intérêt marchand. A-t-on une idée du maelstrom que provoque l'ultralibéralisme ?

Astro-notes a écrit:
De rachat en rachat, on en perd l'intérêt technologique pour le noyer dans l'intérêt marchand. A-t-on une idée du maelstrom que provoque l'ultralibéralisme ?

Les satellites commerciaux de télécommunications ne sont pas lancés pour leur "intérêt technologique" mais pour faire des bénéfices...

En ce début d'année, Jonathan McDowell a fait le point sur l'occupation de l'orbite géostationnaire :



Le graphique ci-dessus représente l'inclinaison des satellites en fonction de leur altitude. Le grand nombre de charges utiles inactives avec une inclinaison de 10° est dû aux actions de la Lune et du Soleil.

Le nombre de charges utiles actives dans la zone protégée (élargie) est de 566.

Les charges utiles retirées de l'orbite géostationnaire en 2020 :



17 satellites ont été écartés de l'orbite géostationnaire et 1 satellite est tombé en panne sur l'orbite géostationnaire (Garpun 11L). Parmi ces 17 satellites, 12 ont été totalement écartés alors que pour Simon Bolivar seulement l'apogée est sorti de la zone protégée, le périgée restant à 30 km de l'atltitude géostationnaire.

Masse des satellites géostationnaires lancés de 1960 à 2023 :



Gros plan sur la période 1960 - 2000 :

En 2020-2023 on a placé un satellite de 8 tonnes en GEO ! Mais qui c'est payé une telle charge utile ?