Les constellations de satellites : une alternative ?

Kuiper vs Starlink !

.           05 avril 2022, Jeff Bezos, le fondateur d'Amazon, signe la plus grande acquisition commerciale de fusées de l'histoire : 83 lanceurs auprès de trois partenaires : Arianespace pour 18 Ariane 6 ; United Launch Alliance (ULA), coentreprise formée par Boeing et Lockheed Martin, pour 38 fusées Vulcan et enfin Blue Origin, la propre société spatiale du milliardaire, pour 12 New Glenn (et 15 en option). Leur mission ? Déployer « la majorité » des 3 .236 satellites de Kuiper, la constellation géante d'Amazon, d'ici à cinq ans.

Entre 30 et 39 satellites Kuiper seront embarqués à bord de chacune des 18 Ariane 6. Au total, la fusée européenne déploiera entre 540 et 702 satellites Kuiper. Point commun entre les trois fusées : aucune n'a encore volé.

Mais Jeff Bezos est pressé car il a l'obligation de lancer au moins 50 % de ses satellites d'ici à 2026, et le solde d'ici à 2029, s'il ne veut pas perdre les fréquences attribuées par l'agence américaine des télécoms (FCC) en 2020. Et le fondateur d'Amazon veut combler son retard … sur Elon Musk, dont la constellation Starlink est opérationnelle depuis 2020.

Les méga-constellations

.           Depuis les années 1990, les missions des constellations ont évolué. Iridium de Motorola (77 satellites) en 1997 et Global Star (48 satellites) d’une commandite de 10 sociétés, dont Alcatel, Qualcomm, Vodaphone, …, en 1998, devaient compléter la couverture assurée par les premiers téléphones mobiles. Mais il fallait un téléphone satellitaire et payer un abonnement très cher. Le marché était restreint. C’est O3B (acronyme de « Other 3 Billion », par référence aux 3 milliards de population mondiale non encore couverte par Internet), imaginé par Greg Wyler en 1993, qui a démocratisé le concept de réduction de fracture numérique. Opérationnel en 2014, O3B n’a cependant que partiellement rempli sa mission avec une flotte de 20 satellites, autour de la ceinture tropicale.

.           La promesse des méga-constellations, ces flottes de centaines, voire de milliers de satellites, orbitant entre 450 et 1.500 km autour de la Terre : offrir du web haut débit. Elles consacrent la convergence entre le numérique, le cloud et le spatial.

Il s’agit de connecter, partout, tout le temps, et à bas prix, les 7,7 milliards de terriens au sein d’un réseau universel. 43 % n’ont pas encore accès à internet ; y compris dans les régions développées comme l’Union européenne où 10 % des foyers ne sont pas connectés.

Leur marché s’élargit à tous les acteurs économiques et étatiques : les citoyens, les foyers individuels, les entreprises, les opérateurs mobiles, les organismes gouvernementaux, ainsi que les objets mobiles (avions, bateaux, trains, camions, voitures, …, et aussi les États ! Et tout spécialement dans des régions pas ou mal desservies et éloignées, que ce soit aux États-Unis, en Afrique ou en Australie, zones pour lesquelles c’est une solution viable, voire unique, qui change la donne.

.           La course aux constellations géantes a été lancée en mai 2019 lorsque SpaceX, la société spatiale d’Elon Musk, a déployé en orbite basse (à 550 km) les premiers « petits » satellites (de 250 kilos environ) de Starlink, qui, dans une première phase, en comptera 12.000 (44.000 d’ici à la mi-2027 pour couvrir la surface de la Terre). Très loin des stations géostationnaires, à 36.000 km de la terre, et qui ne couvrent qu’une zone à la manière d’une lampe torche braquée sur une orange.

.           La constellation d’Elon Musk est aux avant-postes d’une vague qui met au défi les opérateurs de télécoms historiques. Si les 110 projets de constellations de télécoms qui ont été recensés dans le monde ne trouveront pas tous leur place sur un marché qui sera rapidement encombré, la révolution est en marche.

Deuxième constellation à fournir un service partiel, par régions, depuis 2021: One Web, détenue par le Royaume-Uni, le groupe indien Bharti et l’opérateur français Eutelsat. La société prévoit d’achever le déploiement de ses 648 satellites d’ici fin 2022. Enfin Kuiper, la constellation de Jeff Bezos, se lance avec ses 3.236 satellites.

D’autres projets sont en piste. Le canadien Telesat doit mettre en service, d’ici fin 2023, LightSpeed, doté de 298 satellites à base d’intelligence artificielle, visant principalement les marchés professionnels et gouvernementaux. Si le succès est au rendez-vous, LightSpeed comptera 1.400 satellites interconnectés, formant un réseau internet dans l’espace. Autre acteur de poids à entrer sur ce marché, Boeing, qui se distingue avec une constellation multi-orbites de 147 satellites déployés d’ici à 2030, dont 132 en orbite basse et 15 placés entre 27.355 et 44.221 km d’altitude, soit plus haut que l’orbite géostationnaire (à 36.000 km de la Terre) où tournent les gros satellites de télécoms.

Egalement dans l’intérêt des Etats

.            À côté des acteurs privés, les États voient dans les constellations un moyen d’assurer leur souveraineté numérique. À leurs yeux, ces infrastructures sont aussi stratégiques que leur système de positionnement - GPS américain, Galileo en Europe, Glonas en Russie et Beidu en Chine - et d’observation de la Terre (Copernicus en Europe). Aux États-Unis, le Pentagone a signé des contrats avec Starlink mais veut se doter d’une capacité en propre. En mars 2022, Washington a débloqué un budget, réparti entre trois fournisseurs de satellites - Lockheed Martin, Northrop Grumman et York Space - pour déployer Transport Layer, un réseau de communications par internet de nouvelle génération ultrasécurisées, fort de 126 satellites. Avec Transport Layer, le Pentagone veut s’affranchir des constellations privées, susceptibles d’être piratées.

Objectif identique pour l’Europe qui veut garantir la protection et l’intégrité de ses données et disposer d’un système de secours, capable d’assurer la continuité d’internet en cas de saturation ou d’effondrement des réseaux terrestres suite à une crise, une panne géante ou une cyberattaque. Cette réassurance spatiale est au cœur du projet européen de constellation, à base de technologies quantiques cryptées. Présenté début 2021, le programme devrait être lancé en novembre 2022. La constellation européenne doit compter 600 satellites, qui seront interconnectés avec des satellites GEO. Les premiers services devraient être opérationnels à partir de 2024. La Russie, avec le projet Sfera (600 satellites) et la Chine avec GuoWang (12.922 satellites) s’inscrivent dans ce mouvement.

La BA des méga-constellations

.            En janvier 2022, les Tonga ont été frappées par une éruption volcanique qui a déclenché un tsunami et coupé le câble Internet sous-marin de l’île de 825 km, interrompant les liaisons de communication du pays avec le reste du monde. Starlink de SpaceX est intervenu pour restaurer l’Internet des Tonga pendant la réparation du câble.

Fin février 2022, lors de la guerre en Ukraine, Starlink a prouvé, dans des conditions dramatiques, son efficacité. Interpellé le 26 février par Mykhailo Fedorov, le vice-premier ministre ukrainien sur Twitter, deux jours après l’invasion de l’Ukraine par la Russie, Elon Musk a réagi très vite. Il a déplacé des satellites Starlink au-dessus de l’Ukraine et activé le service quelques heures plus tard. Ainsi, entre autres services, les drones utilisés par l’armée ukrainienne reçoivent les coordonnées précises des chars russes. Par ailleurs, de nombreux Ukrainiens peuvent également rester connectés au monde extérieur.

La mort des câbles sous-marins ?

.            Les constellations de satellites ne conduiront pas à l’extinction des câbles de télécommunications sous-marins géants, dont près de 500 relient le monde.

Certes les réseaux satellites présentent un avantage clé par rapport aux réseaux câblés sous-marins : les utilisateurs n’ont qu’à acheter un kit de liaison montante (box internet) pour se connecter. Pendant ce temps, il faut des semaines ou des mois pour poser un câble sous-marin. Mais les systèmes satellites sont aussi chers que les câbles sous-marins sont « bon marché ».

Par ailleurs, les câbles sous-marins traitent, beaucoup plus rapidement, des centaines de térabits de données par seconde et peuvent connecter des continents entiers. Les réseaux par satellite et les câbles sous-marins sont donc en réalité complémentaires et ne sont pas destinés à se faire concurrence. « Les réseaux satellites sont les rampes d’accès aux autoroutes que sont les réseaux sous-marins. »

Ces constellations sont, pour l’instant du moins, avant tout destinées à couvrir les zones délaissées par les opérateurs télécoms, les grands espaces américains, australiens, ou les zones blanches en Europe. Les opérateurs télécoms ne sont même pas dans la compétition des satellites. Dans quelques années, les terminaux pourraient être suffisamment petits pour être portatifs. Il n’est donc pas exclu que les technologies évoluent suffisamment pour que le satellite devienne une alternative économiquement concurrentielle aux réseaux mobiles terrestres.