Les satellites sont classés selon la masse qu'ils ont, c'est-à-dire femto (1-100 g), pico (0,1-1 kg), nano (1-10 kg), micro ( 10-100 kg), mini (100-1000 kg), et gros satellites dont la masse commence à partir de 1.000 kg.
Les petits satellites offrent des opportunités économiques uniques, en raison de leur temps de développement plus court, de leur moindre coût ainsi que de leur fabrication dans des processus de type chaîne de montage. L'introduction de petits satellites dans l'industrie des télécommunications a par exemple permis l'accélération du déploiement de la 5G à l'échelle mondiale, en plus de générer de nouvelles opportunités de marché pour les entreprises de communication par satellite.
Mais l'innovation majeure viendra des constellations de satellites dont les principales caractéristiques sont les suivantes :
- Ils sont tous similaires.
- Ils ont tous la même masse, les mêmes capacités techniques et fonctions.
- Ils sont construits par le même constructeur
- Ils sont lancés en groupes.
- Ils sont synchronisés et coordonnés depuis le sol.
L'objectif est d'offrir une couverture mondiale et des services de télécommunication mondiaux, des services de surveillance de la Terre, des services d'imagerie HD, des services météorologiques, etc.
Les avantages des constellations de satellites sont évidents :
- Les grands satellites traditionnels coûtent généralement des centaines de millions, voire des milliards de dollars à développer, les petits satellites peuvent être construits pour des dizaines de millions d'euros ou moins.
- Le matériel et la technologie nécessaires à la construction de nano et microsatellites sont réutilisables et donc moins chers.
- Parce qu'ils sont petits et légers, les nanosatellites et microsatellites n'ont pas besoin d'un lanceur spécifique comme les satellites conventionnels, ce qui réduit encore les coûts de lancement.
- Les petits satellites peuvent être développés rapidement, il est donc possible de remplacer les satellites en orbite dans un délai très court.
Notons que l'iPhone 14 va utiliser la communication par satellite pour se connecter aux services d'urgence et à ses amis. Plus généralement, l'objectif est de déployer de l'atmosphère IP sur l'ensemble de la planète.
Les applications des petits satellites
L'utilisation de nanosatellites et de microsatellites fournit des services de pointe tels que :
- la télévision par satellite,
- la surveillance des champs agricoles,
- la détection des changements climatiques,
- la préparation aux catastrophes,
- la météorologie
- etc.
La liste des innovations au cours des prochaines années est très importante, elles concernent les antennes, les panneaux, les récepteurs, les capteurs, actionneurs de contrôle, etc. Ces innovations vont permettre d'augmenter considérablement l'efficacité et la puissance de traitement des nanosatellites et des microsatellites.
Par exemple, les petits satellites pourront imprimer des pièces en orbite ce qui permet de réduire les coûts et d'accélérer la production d'engins spatiaux de plus en plus performants. Il est notamment prévu que les antennes et les radars seront imprimés en 3D dans l'espace à l'aide de la lumière du soleil en utilisant la technologie développée par Mitsubishi Electric Corporation qui utilise un type spécial de résine qui se transforme en un matériau solide rigide lorsqu'il est exposé au rayonnement ultraviolet du soleil.
Exemple de la connexion Internet
L'Internet par satellite peut atteindre des zones où l'Internet terrestre comme le câble et la fibre ne peut pas, même s'il s'accompagne d'une latence plus élevée.
L'objectif est de permettre à 4 milliards de personnes supplémentaires de se connecter à Internet à haut débit.
Voici quelques exemples :
Les satellites de Starlink promettent un débit équivalent à la fibre et un délai d'exécution des requêtes bien moindre que celui offert par le réseau classique de l'internet par satellite, dont les engins géostationnaires naviguent à plus de 35.000 km d'altitude. Les satellites Starlink peuvent notamment fournir des vitesses de transmission de données de 50 à 200 Mb/s dans différentes parties du monde.
12.000 satellites seront lancés sur des orbites relativement basses (entre 328 et 580 km). Chaque satellite pèse 227 kilogrammes pour une taille semblable à celle d'une grosse machine à laver (0,7m x 0,7m x 1m). Rappelons qu'aujourd'hui, on compte en orbite environ 2.100 satellites actifs (un peu plus de 4.000 objets en tout orbitent autour de la Terre). L'objectif à court terme est de s'approprier 3 à 5% du marché mondial de l'internet, soit environ 30 milliards d'euros.
La constellation OneXeb aura 648 satellites d'environ 150 kilogrammes circulant sur une orbite polaire de 1.200 kilomètres. Une cinquantaine de stations terriennes réparties dans le monde entier assurent la liaison entre la constellation et le réseau Internet terrestre.
OneWeb aura notamment la possibilité de se connecter pour diffuser des sports en direct, suivre les marchés, envoyer des SMS et discuter avec des collègues, envoyer des documents par e-mail, etc.
Le projet Kuiper est un fournisseur de services Internet par satellite en orbite terrestre basse qui devrait lancer 1.500 satellites au cours des cinq prochaines années. Kuiper prévoit d'atteindre un total de 3.236 satellites pour développer sa constellation et offrir l'Internet haut débit, c'est-à-dire au moins 25 Mbps, par satellite dans le monde entier.
La moitié de la constellation de satellites de la société Amazon doit être lancée d'ici 2026 et la constellation complète d'ici 2029.
Exemple de la connectivité IoT
Les réseaux Wi-Fi, Bluetooth et GSM terrestres peuvent prendre en charge de nombreuses applications IoT. Cependant, ils ne peuvent pas offrir le même niveau de couverture que les satellites. La technologie satellitaire sera essentielle pour les connexions IoT à travers les industries et les frontières géographiques, notamment pour le transport, l'exploitation minière, le pétrole et le gaz.
Selon la société d'études ABI Research, 24 millions de connexions IoT se feront par satellite à l'horizon 2024, les plus fortes progressions étant attendues sur les domaines de l'agriculture et du suivi d'actifs sur terre, sur mer et dans les airs.
