Starlink, OneWeb, Kuiper, Hongyan… les enjeux derrière les méga-constellation de satellites

(Agence Ecofin) – D’ici 2025, l’avancée de la société de l’information accélérée par la Covid-19 accentuera la demande en connectivité à haut débit à travers le monde. De nombreux opérateurs se positionnent déjà en conséquence pour tirer profit de la croissance qui se dessine dans le marché de la data. Cependant, certaines solutions mises en œuvre par de grandes entreprises télécoms pour satisfaire leurs consommateurs, mêmes ceux des zones les plus enclavées de la planète, pourraient s’avérer à double tranchant.

 

Selon l’Union internationale des télécommunications (UIT), certains modèles de trafic data deviendront permanents au regard du changement d’habitude de consommation d’Internet suscité durant la pandémie mondiale. Dans son rapport « Economic impact of COVID-19 on digital infrastructure » publié en 2020, l’agence spécialisée des Nations-unies affirme : « Cela signifie très probablement que la connectivité à haut débit domestique et les systèmes informatiques à distance resteront de plus en plus critiques en termes de vitesse, de latence, de sécurité, de fiabilité et de coût».

Dans cet environnement télécoms en profonde mutation, plusieurs opérateurs satellites de renom tels qu’Intelsat, Eutelsat, Yahsat, Inmarsat, SES ou encore O3B accélèrent leur expansion. Certains ont l’idée de développer des constellations de satellites. Mais là où ils envisagent moins de 30 appareils, les sociétés américaines SpaceX et Amazon, l’indo-britannique OneWeb et la chinoise Hongyan parlent de méga-constellations, fortes pour certaines de plus de 5000 mini appareils qui seront déployés en orbite basse terrestre. C’est-à-dire entre 200 et 2000 km de la Terre. Assez proche comparée à la traditionnelle orbite géostationnaire située à près de 36 000 km.

Les sociétés américaines SpaceX et Amazon, l’indo-britannique OneWeb et la chinoise Hingyan parlent de méga-constellation, fortes pour certaines de plus de 5000 mini appareils qui seront déployés en orbite basse terrestre.

Leur objectif, sur le segment de marché de la data où la concurrence se développe à grands pas, est d’apporter la connectivité à haut débit partout sur la planète. Chacune veut fournir Internet même dans les zones les plus reculées de la terre, jusqu’à présent coupées du monde numérique. Une ambition qui leur garantira également des revenus assez importants avec le marché de l’Internet des Objets qui émerge.

Concurrents

Le 26 mai, SpaceX a ajouté une soixantaine de satellites à sa méga-constellation initiée depuis 2019. A travers ce énième lancement, la société a porté son effectif spatial à plus de 1500 appareils placés à 550km de la Terre. Près de 700 ont déjà été lancés cette année, D’ici 2025, Elon Musk, le PDG de SpaceX, prévoit de placer un total de 12 000 satellites dans l’espace.

OneWeb avance également dans la mise en œuvre de sa méga-constellation, bien que moins rapidement que SpaceX. Il faut dire que l’entreprise s’est retrouvée à cours de moyens financiers dès mars 2020 à cause de la Covid-19 qui a déjoué un certain nombre de promesses de financement. Sauvée de la faillite en juillet 2020 par Bharti Airtel et le gouvernement britannique, puis par le français Eutelsat, la société a franchi la barre des 200 satellites dans l’espace le 28 mai. OneWeb prévoit d’entourer la Terre d’une flotte de 650 mini-satellites. Les lancements sont tous gérés par Arianespace.

Pour Jeff Bezos, patron d’Amazon, c’est le lancement de 3236 mini-satellites que prépare l’entreprise. La méga-constellation est baptisée Kuiper. Fin juillet 2020, Amazon avait obtenu l’accord des autorités américaines chargées du contrôle des fréquences pour le déploiement de ses équipements à des altitudes de 590, 610 et 630 km sous réserve qu’ils n’interfèrent pas avec d’autres méga-constellations en cours de déploiement et que soit déployée au moins la moitié de la constellation d’ici 2026. Amazon prévoit d’investir 10 milliards USD dans le projet.

La Chine également planche sur sa méga-constellation. Le projet baptisé Hongyan porte sur un total de 12 992 mini-satellites. La China Aerospace Science and Technology Corp. (CASC), principal entrepreneur spatial chinois, prévoit la mise en orbite des 60 premiers satellites d’ici 2022.

Dans son rapport « The State of Mobile Internet Connectivity 2020 », l’Association mondiale des opérateurs de téléphonie (GSMA) estime que près de la moitié de la population mondiale utilise désormais l’Internet mobile. 3,8 milliards de personnes sont déjà connectées mais 600 millions de personnes demeurent privées de l’accès au réseau télécom. Les méga-constellations contribueront pour beaucoup à leur intégration au monde numérique. Cependant, cet intérêt pour une meilleure couverture mondiale en connectivité suscite de nombreuses préoccupations.

Embouteillage spatial

Pour les opérateurs concurrents des méga-constellations, le nombre élevé de mini-satellites qui seront disséminés en orbite basse autour de la terre déjà utilisée par les satellites de télédétection, de télécommunications et scientifiques, mais aussi par la station spatiale internationale, viendront congestionner l’environnement spatial proche. Une crainte qui n’inquiète pas vraiment l’Union internationale des télécommunications qui estime que « l’orbite basse est en fait un continuum d’orbites dont les altitudes s’échelonnent entre 200 et 2000 km. Tous ces satellites sont donc positionnés à des altitudes différentes. Certaines altitudes pourraient se retrouver congestionnées, mais d’autres resteront disponibles ».

« L’orbite basse est en fait un continuum d’orbites dont les altitudes s’échelonnent entre 200 et 2000 km. Tous ces satellites sont donc positionnés à des altitudes différentes.»

 

Sur l’usage de l’orbite basse choisie par les promoteurs de méga-constellation, les réponses de l’UIT suscitent toutefois des inquiétudes. « Afin de préserver des ressources fréquentielles pour les besoins futurs des États membres, l’UIT a développé et inclus dans le règlement des radiocommunications des plans spatiaux qui attribuent à chaque pays membre, notamment ceux d’Afrique, un ensemble de fréquences radio associées à une ou des positions orbitales géostationnaires. À ce stade, les plans spatiaux concernent uniquement l’orbite des satellites géostationnaires car c’est celle qui est la plus rare en termes de caractéristiques orbitales. Les autres orbites étant des continuums d’altitude et donc moins sujettes à la rareté, il n’y a jusqu’à présent aucune disposition similaire », explique l’Union. En clair, sur les orbites basses c’est premier arrivé premier servi puisque l’espace n’est la propriété d’aucun pays, selon le Traité de l’espace de 1967. Un gros désavantage pour un grand nombre de pays qui balbutient encore dans le développement des télécommunications spatiales, notamment ceux d’Afrique.

« Certaines altitudes pourraient se retrouver congestionnées, mais d’autres resteront disponibles »

Si les opérateurs télécoms peinent à se faire entendre sur la gestion de l’orbite basse terrestre, les astronomes du monde entier quant à eux se montrent plus teigneux dans la défense de leurs intérêts. L’Union astronomique internationale (IAU) estime que les méga-constellations vont venir compliquer davantage le travail des astrophysiciens dans l’étude des corps astraux, déjà assez difficile comme ça. « Premièrement, les surfaces de ces satellites sont souvent constituées de métal hautement réfléchissant, et les réflexions du soleil dans les heures qui suivent son coucher et avant son lever les font apparaître comme des points dans le ciel nocturne. Bien que la plupart de ces réflexions puissent être si faibles qu’elles sont difficiles à repérer à l’œil nu, elles peuvent être préjudiciables aux capacités sensibles des grands télescopes astronomiques au sol, y compris les télescopes de surveillance à grand angle extrême actuellement en construction. Deuxièmement, malgré des efforts notables pour éviter d’interférer avec les fréquences de radioastronomie, les signaux radio agrégés émis par les constellations de satellites peuvent encore menacer les observations astronomiques ». L’Union a d’ailleurs déjà saisi les Nations unies afin de l’inciter à statuer sur un cadre réglementaire qui atténuera ou éliminera les effets néfastes sur l’exploration scientifique. Après une réunion préliminaire du 19 au 30 avril, le Comité des utilisations pacifiques de l’espace extra-atmosphérique (COPUOS) de l’ONU devra se prononcer au mois d’août. Pour l’Académie internationale d’astronautique, la pollution grandissante de l’espace inquiète aussi.

Quid de la pollution

Après la pollution de la terre, qui représente actuellement un défi énorme pour les futures générations, les défenseurs de l’environnement dénoncent la pression que la quatrième révolution industrielle fait subir au ciel. Ils considèrent que la mauvaise gestion d’une minorité viendra à nouveau peser sur les épaules de tous. Au 20 mai 2021, l’Agence spatiale européenne (ESA) estimait à 11 670 le nombre de satellites envoyés dans l’espace depuis 1957. Parmi ceux-ci, 7200 sont encore présents dans l’espace, pour 4300 toujours fonctionnels. La masse totale des objets spatiaux en orbite terrestre est évaluée à plus de 9400 tonnes.

1 TrainTrain de satellites Starlink.

Avec les méga-constellations, la masse totale de débris spatiaux risque de se multiplier, tout comme les rentrées atmosphériques potentiellement dangereuses. « On estime qu’il y a eu à peu près 25 000 rentrées atmosphériques depuis Spoutnik 1 en 1957. Sur ces 25 000 rentrées, il y a eu 10 000 gros objets », déclare Christophe Bonnal, chercheur au Centre national d’études spatiales (CNES) en France et président des commissions « Débris spatiaux » de l’Académie internationale d’astronautique (IAA).

« La Terre se compose à 70% d’eau, de 10 à 12% de savanes et de déserts et de 3% de zones densément peuplées. Le risque pour l’Homme est donc faible en effet, mais il n’est pas nul, il existe bel et bien […] Il y a hier. Et il y a demain. Tant que la situation ressemble à hier, il n’y a pas encore trop d’objets. Demain, le gros risque est l’explosion du nombre de nouveaux satellites dans l’espace, avec tout ce que l’on appelle le « New Space », l’« Espace 4.0 », les « méga-constellations », dans les décennies à venir. Et cela change vraiment la donne », poursuit-il. Avec la bataille de l’Internet qui se développe en orbite basse, la probabilité que le ciel finisse par nous tomber sur la tête augmente.

Muriel Edjo

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by : Agence Ecofin

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