L’entrée en vol durable à haute altitude d’Airbus se dirige vers le déploiement.
Bien que le Zephyr d’Airbus soit encore en développement, le système de forme plate à haute altitude (HAPS) s’est rapproché de la viabilité commerciale en 2021. Au cours d’une année solide pour le véhicule, l’avion solaire sans pilote a obtenu l’approbation de la FAA pour effectuer des vols d’essai dans la stratosphère américaine, a battu un record d’altitude et a effectué des vols d’essai qui ont validé sa faisabilité en tant que plate-forme de communication et poste d’observation aérienne.
Zephyr remonte à 2003, lorsqu’un premier prototype a été conçu et construit par l’entrepreneur britannique de défense QinetiQ. Le Zephyr a été vendu en 2013 à EADS Astrium (devenu Airbus Defence and Space). Actuellement dans sa huitième génération, le système, parfois appelé “Zephyr S”, continue de se rapprocher de la production.
Zephyr est un poids lourd de performance en vol ultra-léger. Le drone entièrement alimenté à l’énergie solaire a une envergure de 25 mètres mais ne pèse que 75 kilos. Suffisamment puissant pour atteindre la stratosphère et suffisamment résistant pour y rester, le Zephyr S a effectué deux vols stratosphériques d’environ 18 jours cette année dans l’espace aérien américain, atteignant 76 100 pieds, un nouveau record mondial d’altitude pour ce type de système aérien sans pilote.
Zephyr a également obtenu l’approbation de la FAA pour opérer non seulement dans l’espace aérien non réglementé, mais dans le système national d’espace aérien civil des États-Unis (NAS). Cette autorisation NAS serait une première pour cette catégorie de véhicules, Airbus étant le premier constructeur HAPS à avoir obtenu cette autorisation.
Pour Tim Down, responsable de l’ingénierie des systèmes aériens sans pilote chez Airbus Defence & Space, l’obtention de l’approbation de la FAA pour les vols d’essai n’était pas la moindre des réalisations de l’année. “C’est absolument un énorme pas en avant de pouvoir opérer”, a-t-il déclaré. Et il y avait plus: “Il y a beaucoup de choses que nous avons apprises cette année.”
SATELLITES NON OU OUI?
En fin de compte, ont déclaré les dirigeants d’Airbus, Zephyr peut offrir un certain nombre d’avantages spéciaux par rapport aux satellites traditionnels, même si les systèmes fonctionnent ensemble pour maximiser les capacités.
Tout d’abord, comme expliqué, Zephyr sera moins cher à envoyer en altitude. “Si vous pensez simplement au fait que pour lancer un satellite, il faut une grosse fusée remplie de carburant et ainsi de suite, cela vous coûtera beaucoup en termes de logistique pour y arriver”, a – t-il déclaré. “C’est une proposition assez délicate. Nous ne lançons pas de fusées dans de très nombreux endroits de la planète.”
Voler plus près du sol donne à Zephyr certains avantages de précision, notamment en tant que plate-forme de surveillance. ” Là où un nouveau satellite à très haute résolution peut généralement offrir une résolution d’environ 30 centimètres », a déclaré Down, » la charge utile Zephyr OPAZ peut prendre des photos à une résolution de 18 centimètres, ce qui signifie qu’elle peut distinguer des objets aussi petits que 18 centimètres carrés, à peu près la taille d’une plaque. L’été dernier, l’équipe de Zephyr a pris 20 000 photos lors d’un test en lumière.”
Comme pour les autres véhicules HAPS, la latence serait également inférieure à celle d’un satellite, ce qui rendrait le Zephyr plus facile à utiliser comme “tour mobile” pour les communications par téléphone portable et 5G. Un livre blanc de Deutsche Telekom note que le décalage de communication avec Zephyr serait inférieur à 10 millisecondes aller-retour, contre 600 à 700 millisecondes pour un satellite géo-orbital. Cela fait de Zephyr une bonne alternative potentielle aux tours de téléphonie cellulaire dans les zones à infrastructure médiocre ou à terrain accidenté, ou dans les endroits perturbés par une catastrophe.
Cela dit, les satellites peuvent rester en orbite encore plus longtemps que les véhicules HAPS d’aujourd’hui et former des constellations à grande échelle et à grande empreinte.
Par conséquent, a déclaré Down, “Les Zéphyrs sont complémentaires des satellites. Il ne s’agit pas d’utiliser l’un ou l’autre; ensemble, ils fournissent un réseau maillé—que ce soit pour l’OT [orbite terrestre] ou la connectivité.
” Pour compléter les capacités des satellites », a poursuivi Down, » Zephyr peut effectivement atterrir et être reconfiguré, puis décoller à nouveau et effectuer une mission différente.”
Roser Roca-Toha, responsable du marketing des drones chez Airbus Defence and Space et secrétaire du conseil d’administration de l’Alliance HAPS, a accepté. “Je ne veux pas dire que c’est une taille unique”, a-t-elle ajouté. « Mais nous avons la capacité de nous adapter là où la capacité est nécessaire dans n’importe quelle infrastructure actuelle, qu’elle soit terrestre, drone ou satellite.”
Down: « Ils sont conçus pour travailler ensemble.”
HAPS, PEUT-ÊTRE
À l’avenir, même l’atterrissage et le décollage de Zephyr pourraient être facultatifs. Le fait de pouvoir lancer une flotte lorsque les conditions météorologiques le permettent et ensuite « garer efficacement les zéphyrs dans la stratosphère dans ce que nous appelons un « parc HAPS », ce qui nous donne une grande flexibilité opérationnelle. Vous pouvez traverser le globe très rapidement en effet-ce qui est une méthode intéressante et différente d’exploitation des avions.”
Et par « parc », Down signifie « parc ». »Contrairement aux avions atmosphériques conventionnels, le système est conçu pour que les cellules solaires puissent charger suffisamment les batteries de l’avion pour le maintenir en altitude dans la stratosphère toute la nuit. Le vol record actuel du Zephyr est de près de 26 jours; les ingénieurs d’Airbus tournent pour 100 jours de vol sans escale et ils visent plus.
Pour l’instant, cependant, l’offre HAPS d’Airbus est toujours en cours. ” Nous ne sommes pas encore au point d’industrialisation complète“, a déclaré Roca-Toha, » car nous testons et définissons toujours cette nouvelle capacité, en travaillant avec nos clients pour opérationnaliser la stratosphère. Nous avançons au rythme des essais en vol, nous pensons qu’il nous faut encore quelques années avant d’entrer dans des opérations commerciales en série.”
Mais cela n’a pas empêché Airbus de laisser une marque commémorative sur la strato – sphère. Sur l’un des vols de cette année, les ingénieurs de Zephyr ont écrit “Airbus” dans le ciel, dirigeant l’avion via plus de 250 points de cheminement. C’était plus que du marketing, a déclaré Roca-Toha. “C’était aussi une démonstration de la précision que peut avoir Zephyr.”
Le calendrier de Zephyr pour l’année prochaine n’est pas finalisé. Pourtant, Roca-Toha a prédit “ » Ce sera très occupé.”