NEWSPACE

Les grandes constellations de satellites

Le spatial offre l’unique moyen de porter un regard extérieur sur la Terre avec un grand nombre d’applications apportant des services essentiels à l’humanité. Elles vont de la surveillance environnementale au suivi des catastrophes et à la prévision météorologique, ou à la géolocalisation, en passant par les applications agricoles, la navigation maritime et les services utiles pour le renseignement stratégique. Un grand nombre de constellations pour ces applications existaient avant le NewSpace, y compris pour les télécommunications ou la diffusion de programmes de télévision, mais comportaient chacune un petit nombre de satellites. L’importante croissance du secteur des constellations de satellites, qui est possible grâce à la réduction des coûts du spatial pour les applications commerciales, est la conséquence la plus marquante du NewSpace.

Sont ainsi apparus d’ambitieux projets de constellations qui ont pour but de placer chacune sur orbite plusieurs dizaines de milliers de satellites pour apporter une connexion Internet à haut débit et la téléphonie mobile presque partout sur Terre. Les constellations sont mises en position sur des trajectoires allant des orbites basses, jusqu’à 2 000 kilomètres d’altitude (LEO pour Low Earth Orbit), aux orbites de moyenne altitude, comprises entre 2 000 et 36 000 km (MEO pour Medium Earth Orbit). Cette dernière altitude correspond à celle de l’orbite géostationnaire pour laquelle les satellites sont fixes par rapport au sol à condition que leur orbite soit dans le plan équatorial terrestre.

Parmi les grandes constellations, on peut citer : Starlink développée par SpaceX, comprenant à terme jusqu’à 42 000 satellites ; Kuiper de la société Amazon et ses 10 000 satellites ; Guowang pour la Chine et ses 13 000 satellites. D’autres constellations disposent d’un plus petit nombre de satellites comme O3b (Other 3 billions, en référence aux 3 milliards d’êtres humains qui n’ont pas accès à Internet ni à la téléphonie mobile), avec une vingtaine de satellites sur des orbites équatoriales, se limitant ainsi aux régions tropicales. Des constellations financées par des États destinées à assurer leur souveraineté sont également en projet comme Iris² en Europe et ses 170 satellites.

La forte densité de satellites des grandes constellations permet l’émergence d’applications à très faible temps de latence qui est fonction du temps mis par les ondes radio pour parcourir le trajet entre un émetteur et un récepteur à la vitesse de lumière. Plus l’altitude des satellites est basse, plus le temps de latence est court : de 500 millisecondes (ms) pour des satellites géostationnaires, il passe à 30 ms pour des satellites en orbite basse, avec à la clé des télécommunications quasi instantanées, des performances d’Internet comparables à celles des réseaux de fibres au sol avec toutefois une capacité de débit de 50 Térabits par seconde (Tb/s) pour l’ensemble des constellations contre 300 Tb/s pour la capacité de la seule téléphonie 5G en France. Les réseaux de câbles continentaux ont une capacité supérieure d’encore trois ordres de grandeur. Les constellations n’apparaissent pas comme une alternative aux réseaux au sol, mais comme un complément pour couvrir des régions où le déploiement de réseaux au sol est difficile ou tout simplement économiquement inefficace. Les satellites en orbite basse défilant très rapidement, il est donc nécessaire d’avoir un bien plus grand nombre de satellites fonctionnant en réseau pour assurer un contact permanent avec les utilisateurs.

Ces constellations sont indépendantes de stations d’ancrage au sol ; elles donnent la possibilité à des opérateurs de s’affranchir de tout contrôle local sur les télécommunications dès lors que les utilisateurs disposent de récepteurs-émetteurs permettant l’utilisation[...]