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Espace : les "constellations" de satellites Internet sur le pas de lancement

Illustration : Agence européenne de l'espace

La ruée vers l'espace pour le déploiement de "constellations de satellites" internet débute cette année avec SpaceX en première ligne. Ces engins en orbite basse devraient donner à terme des accès au réseau mondial à tous les habitants de la planète, même dans les zones les plus reculées. Explications.

Couvrir 100% de la planète en accès Internet depuis l'espace, tel est le projet de plusieurs firmes dont SpaceX, Amazon et OneWeb. L'objectif est d'envoyer en orbite basse des milliers de petits satellites appelées des "constellations". Tous les concurrents ne sont pas au même niveau d'avancement dans ce projet, avec quelques engins déjà en orbite par seulement deux d'entre elles : OneWeb et SpaceX. Malgré des difficulté techniques, la firme d'Elon Musk a fini par lancer ses premiers 60 micro-satellites composant sa future constellation Starlink ce jeudi 23 mai 2019. 

Constellations OneWeb, Starlink et Kuiper

OneWeb, une entreprise américaine partenaire d'"Airbus Defence and Space" compte envoyer 650 satellites de 150 kilos dans l'espace à l'échéance 2021. Cette entreprise a déjà mis en orbite 6 satellites dédiés aux communications Internet le 27 février dernier, dont "Icyerekezo", premier satellite envoyé par un État africain, le Rwanda. 

> Lire notre article : "Espace : le Rwanda envoie son premier satellite pour raccorder les écoles à Internet"

Mais si OneWeb a pour objectif — elle aussi, comme ses concurrentes — de couvrir des territoires isolés d'Internet, elle ne peut pas prétendre offrir ses accès à tous les habitants des zones oubliées de la planète : sa constellation de 650 satellites — bien que pouvant être étendue à plus de 900 — n'est pas suffisante. Et c'est là où SpaceX et Amazon entrent en scène avec leurs constellations de milliers de micro-satellites. La Commission fédérale américaine des communications a autorisé par exemple la mise en orbite basse de 12 000 satellites pour la seule constellation Starlink de SpaceX ! 

Selon des documents déposés auprès de l'Union internationale des communications, Amazon aurait demandé pour sa part l'envoi de 3 236 satellites. La firme de Jeff Bezos avait annoncé son projet de constellation de satellites placés en orbite terrestre basse nommée Kuiper, sans donner de chiffres, mais en précisant que cette constellation servirait à "fournir une connectivité à large bande à haut débit et à faible latence aux communautés non desservies et mal desservies du monde entier"

Haut débit mais faible latence…

Les satellites de communication internet ont des limites bien plus importantes que les systèmes terrestres à base de câbles ou de fibres optiques. La première est celle du nombre d'accès concurrents, qui est limité : un seul satellite ne peut pas traiter des millions d'abonnés à lui seul, d'où la nécessité d'un nombre conséquent de ces engins , plus la demande en connexions s'élève. La seconde limite est celle de la latence : exprimée en milisecondes sur Internet, elle indique le délai de transmission d'un paquet d'information dans le réseau. C'est cette problématique dégradant les communications internet interactives qui doit être réglée par les constellations de satellites en orbite basse, entre 500 et 1500 km. Les latences devraient alors ne pas dépasser les 15 milisecondes… pour les plus proches de la Terre.

Un déploiement plein d'inconnues

Les firmes concurrentes de communications par satellites classiques ont fait des recours auprès de la Commission américaine par crainte d'interférences entre satellites. Une fin de non recevoir leur a été communiquée. En revanche, des obligations imposées par cette même Commission ne seront pas évidente à remplir pour la constellation Starlink de SpaceX, puisqu'il lui est demandé de fournir un programme de mise au rebut des satellites en fin de vie, ainsi que l'obligation de lancer les 12 000 satellites en neuf ans maximum. Un exigence que SpaceX refuse toujours de remplir. Le lancement de ses 60 premiers micro-satellites — repoussé à cause de différentes problèmes techniques — était donc devenu urgent, puisque la FCC impose aussi que les premiers déploiements de la constellation Starlink soient effectués avant cet été. Sinon, le programme pourrait être arrêté. Opération réussie. Mais visiblement, l'Internet depuis l'espace grâce aux constellations de satellites est encore semé d'embuches. 


Les orbites basse en concurrence : 

La surface géographique couverte par des satellites en orbite basse est réduite. D'où la nécessité d'en installer un très grand nombre pour couvrir entièrement le globe.  Amazon veut déployer sa constellation Kuiper avec :
— 
784 satellites à 590 kilomètres d'altitude
—  1 296 satellites à 610 km d'altitude
— 1 156 satellites sur une orbite à 630 km d'altitude. La couverture globale de Kuiper devrait toucher 95 % de la population mondiale.

SpaceX avec Starlink avait misé en 2018 sur des orbites moins basses :

— 4000 satellites devaient être placés entre 1 110 et 1 325 km et les 8000 autres à plus basse orbite. 

Depuis, SpaceX a demandé de placer ses 4000 satellites à 550 km de la Terre.

Amazon a demandé à la Commission d'annuler les changements d'orbite de SpaceX par crainte de collisions avec sa propre constellation. Cette demande a été refusée.