La société Gama entend révolutionner le transport spatial longue distance grâce au déploiement de sa voile solaire. Cette entreprise, en se concentrant sur une méthode de propulsion innovante, vise à transformer radicalement la manière dont les charges utiles sont déplacées dans l'espace. Gama a pour mission de révolutionner le transport spatial en créant une voile solaire, s'attaquant ainsi aux limites des systèmes de propulsion traditionnels. La société spatiale française Gama a été créée par Louis de Gouyon Matignon, Thibaud Elziere et Andrew Nutter, des pionniers passionnés par l'espace. À travers ce projet ambitieux, Gama réinvente la propulsion spatiale, capitalisant sur une révolution en cours dans le domaine des nanosatellites. La jeune entreprise Gama a déjà fait mettre sur orbite le satellite de sa première mission, marquant une étape cruciale vers la concrétisation de cette vision. Trois ans après sa création, la start-up francilienne Gama a lancé sa première mission pour tester ce mode de propulsion non polluant, ouvrant la voie à une nouvelle ère de l'exploration spatiale.
La Voile Solaire : Un Principe de Propulsion Réinventé
L'Héritage Historique et les Fondamentaux de la Propulsion Photonique
Une voile solaire est, par essence, un vaisseau spatial propulsé par la seule lumière du soleil. Ce concept novateur repose sur les principes de la propulsion photonique, une technologie fascinante qui utilise la pression produite par les photons lorsqu’ils entrent en contact avec une surface réfléchissante. Cette interaction subtile mais constante génère une force capable de déplacer des objets dans le vide spatial, offrant une alternative radicale aux systèmes de propulsion conventionnels. L’idée de propulser un engin spatial uniquement grâce à l’action du soleil, connue sous le nom de concept de voile solaire, se développe dans les années 1970. Cette idée a captivé l'imagination des scientifiques et des ingénieurs pendant des décennies, promettant des voyages spatiaux plus longs et plus efficaces. L'un des cofondateurs de Gama, Louis de Goüyon Matignon, partage une connexion personnelle avec cette technologie. Il se souvient : « En 1999, il y a plus de 20 ans j’ai fait un mémoire d’école (TIPE) sur les voiles solaires en partenariat avec des chercheurs du CNES. » Ce travail fondamental lui a permis de découvrir un nouveau monde, et depuis cette période, sa passion ne l’a jamais lâchée, avec une obsession constante de passer de la théorie à la pratique. Cette persévérance a finalement conduit à la création de Gama et au développement de sa voile solaire.
Les Avantages Stratégiques de la Voile Solaire
L'un des atouts majeurs de la propulsion photonique réside dans son indépendance vis-à-vis du carburant. Contrairement aux propulsions classiques, notamment chimiques et électriques, qui ont besoin d’embarquer du carburant, la propulsion photonique puise son énergie dans celle du soleil. Cela signifie la capacité de propulser des engins spatiaux sans la moindre goutte de carburant, une perspective révolutionnaire pour les missions de longue durée et les explorations lointaines. En éliminant la nécessité d'embarquer des ergols massifs, les vaisseaux utilisant cette forme de propulsion sont ainsi moins massifs, ce qui réduit considérablement les coûts de lancement et augmente la charge utile disponible pour les instruments scientifiques.
Une voile solaire est également un engin spatial propulsé par la lumière du soleil qui permet d’atteindre des vitesses jamais égalées grâce à une accélération constante. Cette accélération, bien que progressive, est permanente. « Ce n’est pas le vent qui pousse l’engin, mais la force du soleil, » explique Louis de Goüyon Matignon, détaillant que le système permet une accélération progressive et permanente. Cette caractéristique unique signifie qu'au fil du temps, un vaisseau propulsé par voile solaire peut accumuler une vitesse phénoménale. En effet, une voile solaire pourrait théoriquement accélérer à des vitesses jamais atteintes par des objets créés par l’homme. On parle de 10 à 20% de la vitesse de la lumière, un niveau d'efficacité qui ouvrirait de nouvelles frontières pour l'exploration intersidérale. Le groupe de transport maritime CMA CGM, un investisseur clé, souligne également que « la voile solaire pourrait théoriquement accélérer à des vitesses jamais atteintes par des objets créés par l’humanité. »
Grâce à cette source d’énergie quasi-infinie et à cette accélération continue, les vaisseaux solaires ont la possibilité d’atteindre des cibles plus lointaines et à moindre coût. L'analogie avec la navigation maritime est souvent utilisée pour illustrer ce concept : similaire à la navigation maritime, c’est la position de la voile par rapport aux rayons du soleil qui va déterminer la trajectoire de l’engin. Ainsi, naviguer à la voile dans l’espace grâce à la lumière du Soleil, comme un voilier sur les océans avec le vent, est en passe de devenir réalité. Cette méthode offre une maniabilité et une flexibilité sans précédent pour les voyages spatiaux.
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Gama : Pionnier de la Navigation Cosmique
Des Origines Inspirantes à une Ambition Spatiale
L’entreprise Gama, créée en 2020, s'est rapidement imposée comme un acteur majeur du New Space français. Cette jeune pousse, basée à Ivry-sur-Seine dans le Val-de-Marne, emploie une vingtaine de personnes en région parisienne, toutes dédiées à la concrétisation de sa vision ambitieuse. Gama est une société spatiale française fondée par Louis de Gouyon Matignon, Thibaud Elziere et Andrew Nutter. Andrew Nutter, un passionné de l’espace et investisseur aguerri dans de nombreuses entreprises deeptech, a rejoint les cofondateurs, apportant son expertise et son soutien financier au projet. Leur mission est claire : Gama a pour mission de révolutionner le transport spatial en créant une voile solaire. Cette ambition est portée par une forte conviction, comme l'exprime Louis de Gouyon Matignon avec enthousiasme : « Nous serons les voiliers de l’espace. » Le nom même de la start-up est un hommage à l'exploration et à la découverte : il fait référence au navigateur Vasco de Gama, symbolisant l'esprit d'aventure et la volonté d'ouvrir de nouvelles routes, cette fois-ci, dans le cosmos.
Une Équipe et un Soutien Robuste
La jeune équipe de Gama a déjà franchi de nombreuses étapes délicates, notamment l'intégration de sa voile dans le moyeu qui sera embarqué sur le CubeSat 6U de la mission alpha. Ce type de travail exige une précision extrême et une collaboration étroite. La start-up Gama bénéficie du support technique, humain et financier du CNES (Centre National d'Études Spatiales), un partenaire de poids dans le développement de technologies spatiales en France. Véronique de la Casa, responsable du financement du New Space au CNES, détaille l'engagement de l'agence : « Le CNES a vu le potentiel représenté par Gama et a activé l’outil Space Ticket à son maximum, pour abonder leur levée de fonds en cours et faire effet levier. » Ce soutien stratégique est essentiel pour une start-up évoluant dans un domaine aussi capitalistique et techniquement exigeant que le spatial.
Concrètement, une convention de partenariat lie Gama et le CNES depuis l’été 2021, officialisant et structurant cette collaboration. Louis de Gouyon Matignon confirme cet engagement institutionnel, soulignant que « Le CNES s’est engagé à aider autant que possible. » Au-delà du cadre formel, la relation entre Gama et le CNES se nourrit également d'échanges informels précieux. Louis de Gouyon Matignon se souvient que « notre relation a commencé par des appels informels, avec des membres du service propulsion. » Ces interactions régulières avec des experts du CNES sont inestimables, permettant à Gama de bénéficier de conseils techniques et d'une expertise de pointe. Jean-Marc Walter, par exemple, joue un rôle facilitateur pour aiguiller Gama vers les bons interlocuteurs au sein de l'agence, garantissant que la start-up accède aux ressources nécessaires pour son développement.
Technologie et Déploiement : L'Innovation au Cœur de Gama
Les Caractéristiques Techniques de la Voile Gama
La voile solaire développée par Gama est une prouesse d'ingénierie, conçue pour opérer dans l'environnement hostile de l'espace. Louis de Goüyon Matignon décrit cette technologie comme « une gigantesque couverture de survie d'environ 75 mètres carré qu'on déploie dans l'espace afin de pousser nos charges utiles. » La taille exacte de la voile destinée à la mission Gama Alpha est de 73,5 m², avec d'autres sources indiquant 73,3 mètres carrés pliés en origami ou une voile de 75m2 intégrée dans le satellite. Indépendamment de la légère variation des chiffres, la surface est impressionnante pour un engin aussi léger.
La finesse de cette voile est un autre aspect remarquable : pas plus épaisse que 50 fois la finesse d'un cheveu. Pour être plus précis, elle ne mesure que 2,5 microns d’épaisseur, soit cinquante fois moins qu’un cheveu, ou à peine 2,5 microns d'épaisseur. Malgré sa taille, elle est incroyablement légère, pesant seulement 400 grammes. Cette extrême légèreté est cruciale pour maximiser l'accélération fournie par la pression photonique. Le mécanisme de propulsion est simple dans son principe mais complexe dans sa réalisation : cette voile « va venir réfléchir la lumière comme un miroir ». En rebondissant sur cette surface hautement réfléchissante, la lumière imprime à l'ensemble de l'objet spatial une accélération. Louis de Goüyon Matignon précise que « cette accélération, on s'en sert pour transporter nos instruments scientifiques. » L'objectif est donc de transformer l'énergie lumineuse du soleil en une force motrice pour l'exploration scientifique et commerciale.
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Le Défi du Déploiement de Super Surfaces dans l'Espace
L'un des défis techniques les plus ardus dans le domaine des voiles solaires est le déploiement de ces super surfaces dans l'espace. Gama maîtrise la propulsion photonique, mais surtout le déploiement de super surfaces dans l’espace, et Louis de Goüyon Matignon ajoute qu'« aujourd’hui c'est une qualité que l'on trouve peu dans certaines sociétés. » Cette capacité à déplier avec succès une structure aussi vaste et délicate qu'une voile de 73,3 mètres carrés, pliée en origami, est une compétence distinctive et stratégique pour l'entreprise.
La manœuvre de déploiement s’annonce délicate, en raison de la taille de la voilure qui en sortira. La complexité réside dans la nécessité de garantir un déploiement parfait dans le vide spatial, où toute anomalie peut compromettre la mission. Pour minimiser les risques, Gama a mis en place un programme de tests rigoureux. Louis de Gouyon Matignon rapporte qu'« avant cela, en mars, nous allons conduire des tests dans un avion Air Zero g, qui reproduit l’apesanteur par des vols paraboliques. » Ces essais en conditions de microgravité sont essentiels pour valider les mécanismes et les algorithmes de déploiement. Les conclusions de ces essais permettront de mettre à jour les logiciels à distance dans l’espace, garantissant ainsi que le système embarqué est optimisé pour les conditions réelles. L'objectif est de perfectionner le modèle de déploiement de la voile, une étape indispensable pour la réussite des missions futures.
La Mission "Gama Alpha" : Une Première Étape Cruciale
Un Lancement Réussi avec SpaceX
La mission "Gama Alpha" représente un jalon significatif pour la start-up Gama et le développement des voiles solaires. Le mardi 3 janvier a marqué l'envoi du premier satellite de Gama dans l'espace avec SpaceX, un événement clé pour l'entreprise. Le premier lancement de Space X en 2023 s’est effectué sans encombre, assurant une mise en orbite réussie pour une multitude de charges utiles. Un premier satellite équipé de la voile solaire de Gama, nommé "Gama Alpha", a été mis en orbite par un lanceur Falcon 9 de SpaceX ce même jour. Le 3 janvier, une fusée Falcon 9 de SpaceX a embarqué 114 petits satellites, et Gama Alpha faisait partie de ce contingent, illustrant la capacité des plateformes de lancement commerciales à supporter des projets innovants.
Le satellite Gama Alpha a été déployé à 530 kilomètres d'altitude, une orbite précise qui a été confirmée par d'autres sources indiquant qu'il a été placé sur une orbite polaire basse, à 538 km d’altitude, ou simplement mis en orbite à 538 kilomètres de la Terre. Ces données concordantes attestent de la précision de la mise en orbite. Le satellite lui-même est un CubeSat de petite taille, décrit comme "gros comme une boîte à chaussures (30 x 10 x 10 cm)", ou simplement "ce satellite de la taille d’une boîte à chaussures". Malgré ses dimensions compactes, il contient l'intégralité de la voile solaire. Quelques jours après le lancement, les premières communications avec le satellite ont été établies avec succès. Louis de Goüyon Matignon a rapporté : « Nous avons reçu les premières communications avec le satellite, qui pour l'instant va à une vitesse de 28.00 km/h. » Ces échanges initiaux sont cruciaux pour le "commissioning" du satellite, c'est-à-dire la vérification de son bon fonctionnement.
Les Préludes au Déploiement de la Voile
Le déploiement effectif de la voile solaire est une étape attendue avec impatience et représente le point culminant de la mission "Gama Alpha". La voile solaire sera déployée au printemps, un calendrier qui a été maintes fois confirmé. Le déploiement de la voile solaire qu’il contient est prévu au printemps, et plus précisément, le déploiement de la voile n’est, lui, prévu qu’au printemps. Cela signifie que d'ici trois mois, au printemps, ce satellite de la taille d’une boîte à chaussures devrait s’ouvrir, libérant la toile qu’il transporte.
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Avant ce moment critique, une série de procédures post-lancement est nécessaire. Au programme dans les prochaines semaines : la recette en vol, ou « commissioning », du satellite. Cela implique de vérifier le comportement de ses systèmes à bord, comme la charge de ses batteries par les panneaux solaires ou la régulation de sa température. Ces vérifications sont essentielles pour s'assurer que le satellite est en parfait état de fonctionnement avant le déploiement de sa précieuse charge utile. En préparation de cette étape, des tests préliminaires ont déjà été réalisés. En février, une voile solaire « test » avait été assemblée et intégrée, avant que la voile destinée à la première mission ne le soit en avril. Ces étapes rigoureuses de test et de vérification sont la marque de l'approche méticuleuse de Gama pour assurer le succès de sa mission.
Les Objectifs Immédiats de "Gama Alpha"
L’objectif principal de cette mission baptisée « Gama Alpha » est, avant tout, de démontrer le déploiement de la voile. C'est une étape technologique fondamentale qui validera la capacité de Gama à déployer avec succès une structure aussi grande et mince dans l'environnement spatial. Au-delà de la prouesse technique, la mission a également une dimension stratégique importante : Louis de Goüyon Matignon a souligné que « cette mission nous permet aussi de rassurer nos investisseurs. » La preuve de concept est cruciale pour maintenir la confiance et attirer de futurs financements.
Pour l'instant, la voile solaire va rester dans l'orbite basse, une contrainte imposée par les conditions actuelles car il est compliqué d'en sortir à cause de l'atmosphère résiduelle. Bien que ténue, la présence d'une atmosphère résiduelle en orbite basse crée une traînée qui rend la manœuvre de sortie d'orbite complexe pour les voiles solaires initiales. Après quelques tours autour de la Terre, le satellite sera ensuite désorbité. Cette phase finale est également importante pour la gestion de l'encombrement spatial et pour la démonstration de la capacité à contrôler la trajectoire de l'engin.
Il est important de noter que « c’est une technologie naissante et l’on compte sur les doigts d’une main les projets de voile solaire déjà aboutis. » La mission Gama Alpha se situe dans un contexte où d'autres tentatives de voiles solaires ont rencontré des difficultés. Par exemple, la mission Lightsail 2, qui s’est terminée en novembre 2022, avait prétendu réussir sans réellement convaincre, car elle n'avait pas réussi à manœuvrer au-delà de quelques centaines de mètres. De son côté, la mission NEA Scout, lancée à bord de la mission Artemis 1, a échoué. Ces précédents soulignent l'importance et la complexité de l'objectif de Gama de démontrer un déploiement et, à terme, une navigation fiable.
Horizons Lointains : Les Futures Missions et Ambitions de Gama
Vers la Maîtrise de la Navigation Spatiale
Après la validation cruciale du déploiement avec "Gama Alpha", les ambitions de Gama se tournent vers la maîtrise de la navigation spatiale à l'aide de la propulsion photonique. L’entrepreneur Louis de Gouyon Matignon envisage en 2024 ou 2025 la mission « Gama Beta », qui doit prouver la capacité de naviguer grâce à une voile solaire. Cette deuxième mission sera un test significatif pour démontrer le contrôle directionnel et la manœuvrabilité de la voile. Deux autres missions sont d'ailleurs programmées en 2024 et à l’horizon 2026. Gama Beta testera spécifiquement la voile à 1 200 kilomètres d’altitude, avec l'objectif de la faire aller d’un point A à un point B, démontrant ainsi une capacité de déplacement contrôlé sur des distances importantes. Ce sera une preuve de concept fondamentale pour les applications futures.
L'Exploration du Système Solaire Externe
Les ambitions de Gama ne se limitent pas à l'orbite terrestre. Louis de Gouyon Matignon espère que la troisième expédition ira plus vers le « deep space », le cosmos lointain. La voile solaire a pour objectif de viser, non pas l'orbite basse, mais plutôt Mars et Vénus, voire même « le système solaire externe », s'enthousiasme-t-il. Il imagine d'ailleurs : « Vers la Lune et pourquoi pas vers Mars ou Vénus. » Cette capacité à atteindre des destinations lointaines est une promesse majeure de la propulsion photonique. La première mission commerciale est, quant à elle, prévue en 2026, et devrait très probablement se diriger vers un astéroïde.
Le voilier solaire pourra emporter des équipements d’observation, d’un poids total de 1 à 2 kilos, pour des missions scientifiques. Cette capacité, bien que modeste comparée aux grandes sondes interplanétaires, ouvre la porte à des missions d'exploration ciblées et à moindre coût. L'ambition de Gama est d'abord scientifique, au travers de missions d’exploration interplanétaire, comme le souligne Louis de Gouyon Matignon. Les voiles solaires sont parfaitement adaptées pour des missions d'exploration interplanétaire où une faible poussée constante est plus avantageuse qu'une forte poussée de courte durée.
Les Applications Commerciales et Scientifiques
Au-delà de l'exploration scientifique, Gama anticipe un potentiel commercial significatif pour sa technologie. Louis de Goüyon Matignon explique : « Nous cherchons plus des clients que des actionnaires, prêts à payer pour faire des photos de Vénus ou frôler des astéroïdes. » Cette approche met en lumière la volonté de l'entreprise de monétiser ses capacités de transport spatial longue distance, en offrant des services d'exploration à la demande. Ce nouveau moyen de propulsion intéresse d’ores et déjà l’armateur marseillais CMA CGM, qui affiche des ambitions dans le spatial et a déjà renforcé sa participation dans l’opérateur français de satellites Eutelsat.
Les applications des voiles solaires sont diverses et variées. On peut imaginer plein de choses avec une voile solaire comme de la télécommunication, des antennes, ou encore de la désorbitation. Cependant, la technologie présente aussi certaines limites. Francis Rocard prévient que « les scientifiques veulent faire des choses pointues lors des missions d’exploration, qui nécessitent de la puissance et de la charge utile, ce qui n’est pas possible avec une voile solaire. » En effet, la capacité d'emport et de puissance des voiles solaires est intrinsèquement limitée par leur conception légère. Malgré ces contraintes, des usages commerciaux sont pourtant possibles pour un équipementier en voile solaire, comme le désorbitage des satellites en fin de vie, une application essentielle pour la réduction des débris spatiaux. De plus, la solution de propulsion photonique, peu chère et non polluante, pourrait aussi intéresser des nouveaux pays désireux de mener seuls une mission d’exploration, démocratisant ainsi l'accès à l'espace lointain.
Partenariats et Financement : Un Écosystème de Soutien au New Space
Le Rôle Clé du CNES dans le Développement de Gama
Le Centre National d'Études Spatiales (CNES) joue un rôle de partenaire stratégique essentiel dans le développement de Gama, apportant un soutien multifacette à la start-up. Gama bénéficie d’un support technique, humain et financier du CNES, un atout inestimable pour une entreprise jeune évoluant dans le secteur spatial. Le CNES a vu le potentiel représenté par Gama et a activé l’outil Space Ticket à son maximum, pour abonder leur levée de fonds en cours et faire effet levier, comme le détaille Véronique de la Casa, responsable du financement du New Space au CNES. Cet engagement financier et institutionnel est un témoignage de la confiance que l'agence place dans la technologie de Gama.
Gama est ainsi soutenue par le CNES non seulement sur le plan financier, mais aussi par un accompagnement technique et humain constant. Ces échanges réguliers avec des experts du CNES sont inestimables, permettant à la jeune équipe d'affiner ses technologies et de résoudre des problèmes complexes. L’aide n’est pas que matérielle ; elle prend aussi la forme d'un mentorat et d'un partage d'expérience. Louis de Gouyon Matignon confirme cette relation privilégiée en se remémorant que « notre relation a commencé par des appels informels, avec des membres du service propulsion. » Jean-Marc Walter, par exemple, joue le rôle facilitateur pour aiguiller Gama vers les bons interlocuteurs au sein de l'agence, assurant une collaboration fluide et efficace. Concrètement, une convention de partenariat lie Gama et le CNES depuis l’été 2021, officialisant cette synergie. « Le CNES s’est engagé à aider autant que possible, » affirme Louis de Gouyon Matignon, soulignant la solidité de ce partenariat. Ce type de collaboration est un exemple parfait des remises en question dont le CNES a su faire preuve et du foisonnement de solutions concrètes qu’il apporte pour favoriser l’éclosion de start-up et faciliter l’émergence du New Space français, irriguant ainsi l’ensemble de l’écosystème spatial.
Un Mécénat Essentiel pour l'Innovation Spatiale
Le développement de technologies spatiales aussi disruptives que les voiles solaires nécessite des investissements importants. Gama, une société française du secteur aérospatial, a levé 2 millions d’euros avec la BPI (Banque Publique d'Investissement), le CNES et plusieurs investisseurs pour déployer une voile solaire et ainsi, changer la donne du transport spatial. Ce premier tour de table a spécifiquement permis de financer une mission de démonstration cruciale, le déploiement d’une voile solaire de 73,3m2 depuis un satellite lancé à 550 km d’altitude. Le coût total de la mission Gama Alpha s'élève à 2,3 millions d’euros, une somme significative qui illustre l'ampleur des investissements nécessaires.
Le soutien de ces acteurs majeurs est vital. Louis de Goüyon Matignon exprime sa satisfaction : « Nous sommes très heureux d’avoir le soutien de la BPI, du CNES et de Business Angels réputés pour franchir une étape importante. » Parmi les investisseurs, l'armateur marseillais CMA CGM, qui affiche des ambitions dans le spatial après avoir renforcé sa participation dans l’opérateur français de satellites Eutelsat, joue un rôle important. Le groupe de transport maritime contribue pour près de 10 % à cette mission, un soutien bienvenu qui témoigne de l'intérêt croissant des acteurs industriels non traditionnels pour le secteur spatial. Louis de Goüyon Matignon reconnaît que « dans la mesure où il n’y a pas d’applications immédiates pour la voile solaire, il nous faut une part importante de mécénat pour avancer. » Il n’hésite pas à faire une analogie avec « les couronnes vénitienne, espagnole ou portugaise qui finançaient les expéditions vers le Nouveau Monde », soulignant le caractère exploratoire et précurseur du projet de Gama.
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