Posted on 6 November, 2020
ThrustMe announces that the BEIHANGKONGSHI-1 satellite, carrying the world’s first iodine electric propulsion system on board, was successfully launched into space on a CZ-6 Long March 6 rocket from Taiyuan in China on the 6th of November at 11:19 am (Beijing time).
In-space propulsion is becoming a critical subsystem, particularly for satellite constellations, forwhich high- performance, turnkey, and streamlined solutions are important to ensure economic and environmental sustainability of the space industry.
The use of small satellites operating not individually, but as part of a constellation, has changed the way the industry designs, manufactures, launches and operatessatellites. Propulsion systems available for these satellites have so far been too complex, too expensive, or had insufficient performance to provide full constellation deployment capabilities, and new innovative propulsion solutions are needed.
The BEIHANGKONGSHI-1 satellite includes a ThrustMe NPT30-I2 electric propulsion system which uses iodine propellant. Iodine can be stored as a solid and doesn’t require any complex or costly high- pressure storage tanks like conventional gaseous propellants such as xenon. This also means that the propulsion system can be delivered pre-filled, which greatly simplifies satellite integration and testing. Considering the high production cost of xenon, and the predicted supply problems to meet growing demands from satellite constellations, iodine is seen as an important next-generation propellant to enable sustainability of the space industry. “Iodine is a game changer, and with this mission, we will demonstrate it for the first time”, says ThrustMe’s CEO Ane Aanesland.
“Last year we tested critical technologies for iodine storage, delivery, and sublimation, on Spacety’s Xiaoxiang 1(08) satellite as part of an in-orbit demonstration of our I2T5 iodine cold gas thruster. This time, we will test the full capabilities of our NPT30-I2 electric propulsion system and carry out a number of advanced orbital maneuvers”, says ThrustMe’s CTO, Dmytro Rafalskyi.
The demonstration of ThrustMe’s NPT30-I2 on Spacety’s BEIHANGKONGSHI-1 satellite will lead to a significant commercial collaboration between the two companies. “We consider ThrustMe’s NPT30-I2 iodine electric propulsion to be a very promising technology to meet the propulsion requirements of our SAR constellation. We have already ordered several of ThrustMe’s NPT30-I2 propulsion systems for our upcoming Synthetic Aperture Radar constellation that we will start deploying this year.”, says Feng Yang founder and CEO at Spacety. Synthetic Aperture Radar (SAR) uses a special radar antenna to create 2D or 3D reconstructions of landscapes or cities; both day and night, rain or shine. By making use of a constellation, global coverage can be obtained with fast refresh rates ideal for remote sensing and mapping, and particularly disaster management. Since small satellite constellations are often launched together in batches, onboard propulsion is critical to allow deployment of the constellation into its required global operational pattern, and to provide orbit maintenance over time.
“In-orbit demonstration is a critical step for a new space product to enter the space market. We have been very pleased with the win-win collaboration with ThrustMe on the quick and flexible demonstration mission, and are looking forward to future collaborations”, says James Zheng, CEO of Spacety Luxembourg.
Support:
The development of the NPT30-I2 flight model used on this demonstration mission was funded via the European Space Agency (ESA) ARTES C&G programme. ThrustMe’s prior research and development of iodine technology has been supported by the French state via SATT Paris-Saclay, BPIFrance I-LAB and the Centre National d'Études Spatiales (CNES) R&T program.
About ThrustMe:
ThrustMe is an in-space propulsion company based in the Paris-region, France, which spun out from a joint research lab of Ecole Polytechnique and the French National Centre for Scientific Research (CNRS). Founded by Dr Ane Aanesland and Dr Dmytro Rafalskyi in 2017, ThrustMe was born because of the rise of small satellite constellations and their need for adequate in-orbit propulsion solutions to enable economic and environmental sustainability for the industry, and of space. ThrustMe has a portfolio of propulsion solutions for a wide range of satellites and space missions. In 2019 they made history with the demonstration of the world’s first iodine propelled spacecraft together with Spacety, one of the first commercial aerospace companies in China.
About the NPT30-I2:
Named after the farthest known planet in our Solar System, Neptune (in short NP), the Thruster (T) can operate with a minimum power of 30 W (30). The NPT30 is a smart, turnkey, electric propulsion system using solid iodine propellant, and designed for the next generation of cost-capped and streamlined satellites sent into space on a ride-share basis. It provides the very high total impulse that these satellites need for deployment, significant orbit changes, collision avoidance maneuvers, and finally, end-of-life removal to reduce space debris and free up important operational orbits.
About Spacety:
Spacety is a fast growing new space company founded by its CEO, Yang Feng, and its CTO, Ren Weijia in China in 2016. It established its international headquarters in Luxembourg in 2019. It has developed, launched, and operated 18 satellites for science and technology demonstration missions. As a leading provider of satellite-based services, it provides fast, frequent, flexible, and low-cost space missions with its advanced and reliable small satellite fleet. These space missions support science experiments or observation, and in-orbit demonstrations and/or validations of space technologies and products, or space systems. Those quick turnaround and end-to-end services have enabled world class space research and helped innovative space technologies to gain space heritage. Spacety is building and deploying a microwave-based (Synthetic Aperture Radar) satellite Earth Observation constellation to provide the world with global coverage and real-time imagery data as a service (DaaS). This C-band SAR constellation will monitor and observe the Earth day and night, rain or shine, and make SAR imagery of every point on Earth accessible and affordable to users. The SAR data will enable innovative solutions to manage our changing world and make it better.
About the BEIHANGKONGSHI-1 satellite:
BEIHANGKPNGSHI-1 is the first 12U satellite developed and launched by Spacety. It is also the first space mission of the new Spacety satellite platform with advanced modules improved on designs with rich space heritage. The satellite platform is equipped with batteries of 400WH and a solar panel of nearly 100 W to support payloads with high power consumption and duty cycle. It has the capability to accommodate payloads of large range of different power requirement with a patented thermal radiator. The area of radiating surface is controllable according to the satellite thermal control need.
BEIHANGKPNGSHI-1 is the first technology demonstration mission in China to demonstrate the technology for automatic airplane tracking. It will validate and demonstrate key technologies for multi- beam and multi-channel ADS-B system. An ADS-B over satellite system has the characteristics of continuous global coverage, dynamic tracking, real-time communication, and precise intervention. It can provide information services such as communication, navigation, and surveillance for a wide range of aviation users, and enhance the capabilities of existing air traffic control systems. This flight demonstration will benefit the development of national airspace and aviation industry in general.
On board BEIHANGKPNGSHI-1, there are other payloads such as NPT30-I2 electric propulsion system, an experiment of GRID Plan, and etc.
Le système de propulsion embarqué devient essentiel pour les constellations de satellites pour lesquelles des solutions performantes, clés en main et simplifiées sont importantes pour assurer la durabilité économique et environnementale de l’industrie spatiale.
L’essor des constellations a changé la façon dont l’industrie conçoit, fabrique, lance et opère des satellites. Jusqu’à présent, les systèmes de propulsion proposés sur le marché étaient trop compliqués, trop chers, ou pas assez performants pour pouvoir déployer des constellations. Dorénavant, des nouvelles solutions de propulsion innovantes sont nécessaires.
Le satellite BEIHANGKONGSHI-1 est propulsé par le NPT30-I2, système de propulsion électrique développé par ThrustMe utilisant de l’iode comme ergol. L’iode pouvant être stocké sous forme solide, le recours aux réservoirs pressurisés – traditionnellement utilisés pour stocker les ergols gazeux comme le xénon et qui sont complexes et chers – n’est plus nécessaire. Cela signifie aussi que le système peut être livré prérempli, ce qui simplifie grandement les tests et l’intégration dans le satellite. Compte tenu du coût de production élevé du xénon et des problèmes d'approvisionnement prévus pour répondre à la demande croissante des constellations, l’iode est considéré comme un important ergol de nouvelle génération pour la durabilité de l’industrie spatiale. « L’iode change la donne, et grâce à cette mission, nous allons pouvoir le démontrer pour la première fois » se félicite Ane Aanesland, PDG de ThrustMe.
"L’année dernière, nous avons démontré des technologies capitales pour le stockage, la livraison et la sublimation de l’iode sur le satellite Xiaoxiang 1(08) de Spacety, dans le cadre d'une démonstration en orbite de notre propulseur à gaz froid à l'iode, l’I2T5. Cette fois-ci, nous allons tester la capacité totale de notre système de propulsion électrique à l’iode, le NPT30-I2, et réaliser de nombreuses manœuvres orbitales avancées" explique Dmytro Raflaskyi, Directeur Technique de ThrustMe.
La démonstration du NPT30-I2 à bord du satellite BEIHANGKONGSHI-1 permettra une collaboration commerciale importante entre les sociétés ThrustMe et Spacety. "Nous considérons que la propulsion électrique à l'iode du NPT30-I2 de ThrustMe est une technologie très prometteuse pour répondre aux besoins de notre constellation d’imagerie Radar à Synthèse d’Ouverture (RSO). Nous avons d’ailleurs déjà commandé plusieurs de ces systèmes pour notre prochaine constellation RSO que nous commencerons à déployer cette année" s’enthousiasme Feng Yang, fondateur et PDG de Spacety. Le radar à synthèse d'ouverture utilise une antenne radar spéciale pour créer des reconstitutions en 2D ou 3D de paysages ou de villes, de jour comme de nuit, par temps ensoleillé ou pluvieux. Utiliser une constellation permet d’obtenir une couverture globale de la planète avec des taux de rafraîchissement rapides, idéaux pour la télédétection et la cartographie, et en particulier pour la gestion de catastrophes. Comme les nouvelles générations de satellites sont souvent lancées par lots, la propulsion embarquée est essentielle pour déployer la constellation correctement et assurer son maintien en orbite.
"Cette démonstration en orbite est une étape cruciale pour permettre à un nouveau produit d’entrer sur le marché du spatial. Nous avons été très satisfaits de la collaboration fructueuse avec ThrustMe sur cette mission de démonstration rapide et flexible, et nous nous réjouissons des collaborations futures avec eux", ajoute James Zheng, PDG de Spacety Luxembourg.
Soutien:
Le développement du modèle de vol du NPT30-I2 utilisé pour cette démonstration a été financé par l’Agence Spatiale Européenne (ESA) via le programme ARTES C&G. La recherche et le développement antérieurs de la technologie de l’iode de ThrustMe ont été soutenus par l’État Français via la SATT Paris-Saclay, BPIFrance I-LAB, et le programme R&T du Centre National d'Études Spatiales (CNES).
A propos de ThrustMe:
ThrustMe est une entreprise Française de propulsion spatiale issue du laboratoire de recherche commun de l’École Polytechnique et du CNRS et est basée en région parisienne. Fondée par Ane Aanesland et Dmytro Rafalskyi en 2017, ThrustMe est né d’une volonté de répondre aux besoins de propulsion spatiale du marché croissant des constellations de satellites et d’ainsi permettre à l’industrie spatiale de rester viable économiquement et environnementalement. ThrustMe dispose pour cela d’un portefeuille de systèmes de propulsion clés en main qui répondent aux besoins de différents types de satellites et de missions. En 2019, l’entreprise a réussi une première mondiale en faisant fonctionner le premier système de propulsion à l’iode sur un satellite, lui-même construit par Spacety, une des premières entreprises commerciales spatiales Chinoise.
A propos du système NPT30-I2:
Le NPT30 est nommé en hommage à la planète Neptune (NP), et combine le terme anglais définissant un système de propulsion (Thruster), ainsi que la puissance minimale requise pour l’opérer (30 W). Le NPT30 est un système intelligent de propulsion électrique clé en main qui utilise de l’iode solide comme ergol. Ce système a été conçu pour la prochaine génération de satellites et dont le but est de simplifier la chaîne de production tout en en diminuant les coûts. Sa très grande impulsion totale permet aux satellites d’effectuer des manœuvres complexes telles que des changements d’orbite importants, des déploiements de constellations et des manœuvres d’évitement ou de fin de vie afin qu’ils n’encombrent pas les orbites les plus demandées.
A propos de Spacety:
Spacety est une société en pleine expansion de la nouvelle aire spatiale, fondée par son PDG, Yang Feng, et son Directeur Technique, Ren Weijia, en Chine en 2016. Elle a établi son siège social international au Luxembourg en 2019. Elle a développé, lancé et opéré 18 satellites pour des missions de démonstration scientifique et technologique. En tant que principal fournisseur de services par satellite, elle propose des missions spatiales rapides, fréquentes, flexibles et peu coûteuses grâce à sa flotte de satellites avancée et fiable. Ces missions spatiales permettent de réaliser des expériences ou observations scientifiques, ainsi que des démonstrations et/ou validations en orbite de technologies et de produits spatiaux. Ces services rapides et complets ont permis le développement mondial de la recherche spatiale et ont aidé les technologies innovantes à acquérir un patrimoine spatial. Spacety construit et déploie une constellation de satellites d'observation de la Terre basés sur des micro-ondes (radar à synthèse d'ouverture) pour fournir au monde une couverture globale et des données d'imagerie en temps réel en tant que service (DaaS). Cette constellation RSO en bande C surveillera et observera la Terre jour et nuit, par temps pluvieux ou ensoleillé, et rendra l'imagerie RSO de chaque point de la Terre accessible et abordable pour les utilisateurs. Les données RSO permettront de trouver des solutions innovantes pour gérer et améliorer notre monde en mutation.
A propos du BEIHANGKONGSHI-1:
BEIHANGKPNGSHI-1 est le premier satellite de taille 12U développé et lancé par Spacety. C'est également la première mission de leur nouvelle plateforme, ayant des modules avancés de conception améliorée ayant un riche héritage spatial. La plateforme est équipée de batteries de 400 Wh et d'un panneau solaire de près de 100 W pour supporter des charges utiles à forte consommation d'énergie et à cycle de fonctionnement élevé. Elle est capable d'accueillir des charges utiles ayant des besoins en puissance très larges et variés grâce à un radiateur thermique breveté. La surface de rayonnement est contrôlable en fonction des besoins de contrôle thermique du satellite.
BEIHANGKPNGSHI-1 est la première mission Chinoise de démonstration technologique de suivi automatique des avions. Elle permettra de valider des technologies clés pour le système ADS-B multifaisceaux et multicanaux. Un système ADS-B par satellite permet une couverture globale continue, un suivi dynamique, une communication en temps réel et intervention précise. Il peut fournir des services d’information tels que la communication, navigation et surveillance pour beaucoup d'utilisateurs différents, et améliorer les capacités des systèmes de contrôle du trafic aérien existants. Cette démonstration en vol sera bénéfique pour le développement de l'espace aérien national et de l'industrie aéronautique en général.
A bord du BEIHANGKPNGSHI-1 se trouvent d'autres charges utiles telles que le système de propulsion électrique NPT30-I2, une expérience du Plan GRID, etc.