La startup Space Forge a lancé son tout premier satellite, marquant le début d’une mission fascinante sur le thème de la fabrication spatiale.
En l’espace de quelques décennies, l’humanité a fait d’énormes progrès dans la production de nombreux matériaux révolutionnaires qui ont complètement transformé notre civilisation. Les semi-conducteurs en sont un excellent exemple : l’invention des premiers transistors, au milieu du siècle dernier, a joué un rôle déterminant dans l’émergence de la quasi-totalité de notre écosystème technologique moderne (ordinateurs, smartphones, serveurs…).
Ce processus est loin d’être terminé. Des spécialistes essaient constamment de développer des matériaux plus performants afin de perpétuer ce cycle d’innovation. Mais plus le temps passe, plus il devient difficile de faire des progrès substantiels ; les chercheurs explorent donc d’autres approches.
C’est dans ce contexte qu’une question très intéressante a commencé à émerger : pourrait-on fabriquer certains de ces matériaux avancés dans l’espace ?
La fabrication spatiale, une idée pas si folle
L’idée pourrait sembler saugrenue — mais elle repose sur un constat parfaitement solide. En effet, l’espace est un environnement très particulier, défini par des conditions qui n’existent absolument pas sur Terre. Or, il se trouve que ce sont des conditions idéales pour la production de certains matériaux notoirement difficiles, voire impossibles à créer sur notre planète.
Cela concerne notamment certains matériaux cristallins complexes, comme les semi-conducteurs avancés. Sur Terre, la gravité, les variations de température et l’atmosphère ont tendance à introduire des défauts dans la structure des cristaux, avec un impact très concret sur les performances des produits qui en découlent.
Mais dans l’espace, la microgravité, l’absence de gaz atmosphériques et les températures à la fois stables et extrêmes limitent grandement ces problèmes. En théorie, on peut donc imaginer y produire des cristaux quasiment dépourvus de contamination et d’imperfections structurales, capables d’alimenter des composants très performants.
Un démonstrateur enfin déployé
C’est là qu’intervient Space Forge, une startup basée au Pays de Galles qui a tout misé sur cette idée. Son objectif : concevoir et déployer des satellites-usines pour produire des matériaux révolutionnaires en exploitant les conditions uniques du vide spatial.
Il y a deux ans, l’entreprise était enfin prête à déployer son premier démonstrateur technique, un satellite sobrement appelé ForgeStar-0. Malheureusement, les ingénieurs ont dû prendre leur mal en patience à cause d’un incident indépendant de leur volonté. En effet, leur engin était censé être déployé lors de la mission Start Me Up de Virgin Orbit. Mais cette dernière n’a jamais réussi à atteindre l’orbite — une catastrophe en termes d’image (et de finances) pour l’entreprise de Richard Branson… et un coup dur pour Space Forge, dont le calendrier opérationnel a été fortement impacté.
Mais ce n’était que partie remise. Pour lancer son nouveau satellite, ForgeStar-1, la startup a fait appel à un acteur beaucoup plus fiable que Virgin : l’incontournable SpaceX. Et sa patience a enfin été récompensée. La semaine dernière, l’entreprise d’Elon Musk a embarqué le démonstrateur à bord de sa mission Transporter-14 ; il est désormais confortablement installé sur son orbite de destination. La firme va enfin pouvoir entrer dans le vif du sujet en commençant à valider sa technologie.
Les premiers tests auront pour objectif de mettre en place les conditions nécessaires à la production. Spécifiquement, Space Forge va tenter de produire deux grands types de matériaux.
Les premiers seront des semi-conducteurs dits à gap direct, comme le nitrure de gallium et le carbure de silicium. Ils sont notamment utilisés dans la conception de composants haute performance à destination des antennes 5G, des datacenters, ainsi que dans des technologies de pointe comme l’informatique quantique.
En parallèle, le satellite va aussi tester la production de superalliages métalliques. Ce terme désigne des alliages — des matériaux mixtes qui comprennent au moins un métal — qui sont tout simplement impossibles à produire sur Terre, car la gravité pousse les deux phases à se séparer lors de la synthèse. En théorie, il est toutefois possible de faire cohabiter ces éléments en conditions de microgravité pour produire des alliages ultra-purs aux propriétés remarquables ; ForgeStar-1 permettra de vérifier si cette approche est effectivement viable en pratique.
L’autre point intéressant concerne la façon dont ces matériaux seront utilisés, notamment dans le cas des semi-conducteurs. En effet, cette base cristalline à la structure impeccable ne sera pas forcément exploitée directement. Elle servira en fait de modèle, ou plutôt de “graine” — un cristal de référence utilisé pour amorcer la croissance d’autres cristaux aux propriétés similaires sur Terre. Cela signifie que toute la production ne devra pas être réalisée en orbite : il suffira d’y produire ces précurseurs et de les récupérer pour lancer la production à grande échelle sur notre planète.
C’est un point absolument crucial du modèle commercial de Space Forge : produire de grandes quantités de matériaux dans l’espace ne serait tout simplement pas viable économiquement à l’heure actuelle, sans parler des contraintes logistiques énormes.
Les premiers échantillons d’ici trois ans ?
Malheureusement, il faudra encore patienter un peu avant de pouvoir exploiter ces échantillons à fort potentiel. Ces tests ne seront conduits que pour collecter des données sur la viabilité des différents processus et les propriétés des matériaux, et ces derniers seront donc détruits en même temps que le véhicule à la fin de la mission. Pour les rapatrier sur Terre, il faudra attendre la prochaine mission, ForgeStar-2, attendue à l’horizon 2028.
Nous vous donnons donc rendez-vous d’ici quelques mois pour découvrir les résultats préliminaires de cette première mission, puis idéalement quelques années plus tard, quand les spécialistes pourront enfin mettre la main sur ces matériaux révolutionnaires.
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