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La révolution de la communication par les nanosatellites

La révolution de la communication par les nanosatellites


 Le déploiement de Starlink en France fait couler beaucoup d’encre. Porté par SpaceX, le projet consiste à permettre l’accès haut débit à Internet via une constellation de nanosatellites. 

S’il existe différents types de satellites adaptés à des usages variés, les nanosatellites intéressent pour plusieurs raisons.

  • La fréquence de passages : lorsqu’il s’agit de couvrir un réseau avec des passages plus fréquents, le choix d’une constellation de nanosatellites s’avère plus performant.
  • Le coût : les petits satellites sont une solution moins onéreuse que les satellites géostationnaires (satellites immobiles dans le référentiel terrestre), pour ne citer qu’eux. L’investissement nécessaire est réduit, tant au niveau de leur fabrication que de leur lancement.
  • L’agilité qu’ils permettent : lancer des grappes de satellites de manière rapide offre la possibilité de procéder à des réajustements réguliers en fonction des besoins.

Pour donner une idée d’ordre de grandeur, un nanosatellite pèse généralement moins de 10 kg (on parle aussi de CubeSat), là où un gros satellite peut atteindre une masse supérieure à 5 tonnes. On constate toutefois ci-dessous que les nanosatellites ne sont pas les plus légers qui existent : 

 

© Source: NASA, National Centre for Space Studies (CNES), Universitat Politècnica de Catalunya, KTH Royal Institute of Technology, École polytechnique fédérale de Lausanne, MIT [34 (https://www.mdpi.com/2072-4292/12/16/2546/htm#B34-remotesensing-12-02546)].

Elon Musk est loin d’être le seul à s’intéresser à ce type de satellites. On peut citer d’autres acteurs privés, à l’image d’Amazon. L’entreprise de Jeff Bezos prévoit de lancer une constellation de plus de 3 200 satellites en basse orbite, afin de proposer des services de haut débit à ses clients, aux entreprises et même aux gouvernements. Pour ce projet Kuiper, un contrat a été signé avec ULA, le constructeur de Boeing, et Lockheed Martin pour 9 fusées Atlas.

De manière plus globale, c’est tout l’univers de l’IoT satellitaire qui se développe sur la base de ces constellations. Le groupe industriel Schneider Electric a par exemple retenu une solution par gateway pour “remonter des informations critiques d’équipements situés dans des endroits sans aucun moyen de communication”.

Il est toutefois important de ne pas réduire l’usage des nanosatellites aux GAFA et gros acteurs privés. Depuis des années déjà, les institutions scientifiques sont également très actives sur le sujet.

Rappelons d’ailleurs que CubeSat “​​désigne un format de nanosatellites défini en 1999 par l’Université polytechnique de Californie et l’université Stanford (…) pour réduire les coûts de lancement des très petits satellites et ainsi permettre aux universités de développer et de placer en orbite leurs propres engins spatiaux.”

Les principaux champs d’étude scientifique des nanosatellites portent notamment sur l’étude du vent solaire et celle des astéroïdes. Dans le cadre de la mission spatiale DART menée par la NASA par exemple, un nanosatellite accompagne l’engin spatial principal et collecte images et données en complément des observatoires au sol. Le LICIACube, c’est son nom, est fourni par l’Agence spatiale italienne.

Les Etats s’intéressent aussi aux possibilités offertes par ce type de satellites. Le Zimbabwe enverra ainsi son 1er nanosatellite, ZimSat-1, dans l’espace dès 2022. Il permettra “entre autres au pays de mieux gérer ses ressources naturelles, de se prémunir des catastrophes naturelles, d’observer et d’étudier les changements climatiques.”

On le voit, cette typologie de satellites (tant micro que pico) va aussi bien venir révolutionner la communication “grand public” que les échanges et observations à vocation institutionnelle ou scientifique.

Et au sol ? Les enjeux sont majeurs, en particulier au niveau du type d’antennes et des endroits où les implanter (ce qui fait naître de nombreux débats au niveau local dans les zones concernées).

L’Union Européenne finance notamment des recherches scientifiques pour aboutir à des antennes compactes et abordables qui permettront à terme d’améliorer la largeur de bande des antennes et de favoriser une meilleure communication entre les stations au sol et les satellites.

Reste à régler, entre autres enjeux, la question cruciale de la vulnérabilité de ces satellites et des données qu’ils captent et échangent. Ces constellations peuvent être hackées (vous pouvez lire à ce sujet cet article qui résume bien les soucis que peuvent poser la création de nouveaux territoires “piratables” et relaie le fait que l’”on a oublié un danger : ces satellites commerciaux ne sont pas soumis à des normes de cybersécurité “). La sécurisation des satellites est d’ailleurs un sujet de plus en plus présent, au point d’ailleurs pour la France de développer son propre patrouilleur spatial pour les protéger. Enfin, la multiplication des constellations pose la question des risques de collisions, sur lesquels travaille notamment la Nasa.

Au final, les nanosatellites sont une véritable révolution en matière de communication à tous les niveaux et apportent de vrais avantages en comparaison des modèles plus imposants qui évoluent déjà dans l’espace. Ils posent toutefois de nombreux défis sociétaux et de sécurité à relever dans les années à venir.

© Nasa – image d’illustration principale

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