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L'Europe se dote d'une autoroute spatiale de la donnée

La plupart du temps, plusieurs heures sont nécessaires pour que les données des satellites arrivent au sol. Pour réduire les délais, l'Agence spatiale européenne (Esa) et Airbus Defence and Space se sont associés pour créer une autoroute des données spatiales. Cette SpaceDataHighway serait capable de relayer des données en temps quasi réel, avec un débit sans précédent. Delphine Méry, d'Airbus Defence and Space, nous explique le fonctionnement et l'intérêt de cet ambitieux programme.

L'autoroute spatiale de la donnée, ou SpaceDataHighway, fonctionnera de la manière suivante : un terminal laser en orbite géostationnaire sera utilisé pour relayer vers la terre ferme des données acquises par un satellite en orbite basse. © Esa L'autoroute spatiale de la donnée, ou SpaceDataHighway, fonctionnera de la manière suivante : un terminal laser en orbite géostationnaire sera utilisé pour relayer vers la terre ferme des données acquises par un satellite en orbite basse. © Esa

L'Europe se dote d'une autoroute spatiale de la donnée - 2 Photos
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Il y a quelques jours, un lanceur russe Proton a mis sur orbite le satellite de télécommunications Eutelsat 9B. Il a la particularité d’héberger la première charge utile du système de satellite relais européen EDRS-SpaceDataHighway (EDRS pour European Data Relay Satellite System) réalisé dans le cadre d’un partenariat public-privé entre l’Agence spatiale européenne (Esa) et Airbus Defence and Space. Le principal composant de cette charge utile est un terminal de télécommunication laser.

Constitué de satellites en orbite géostationnaire, le système EDRS servira de relais de données bidirectionnel à large bande entre :

Tout cela en « fournissant des communications laser dans l’espace, avec un débit pouvant atteindre 1,8 gigabit par seconde, nous explique Delphine Méry, responsable marketing du projet SpaceDataHighway. En augmentant la durée pendant laquelle les satellites en orbite basse, la Station spatiale et les aéronefs peuvent envoyer des données vers la Terre, [ce nouveau système, NDLR] pourrait bien révolutionner le relais de données dans l’espace ». Chaque satellite relais du SpaceDataHighway pourra en effet relayer chaque jour jusqu'à 50 téraoctets de données de l'espace vers la Terre.

Le système éliminera « le délai de transmission, qui rend actuellement impossible l'accès immédiat aux données des satellites, et permettra à l'Europe de réduire progressivement sa dépendance vis-à-vis des stations sol situées hors de son territoire », nous explique l’Agence spatiale européenne. Les « utilisateurs du service pourront disposer, à la demande, de données satellitaires en temps réel, à l’endroit voulu et au moment voulu », souligne Delphine Méry.

À bord du satellite Eutelsat 9B se trouve EDRS A, le premier élément de l'autoroute spatiale de la donnée que sont en train de mettre en place l'Esa et Airbus Defence and Space. © Airbus Defence and Space
À bord du satellite Eutelsat 9B se trouve EDRS A, le premier élément de l'autoroute spatiale de la donnée que sont en train de mettre en place l'Esa et Airbus Defence and Space. © Airbus Defence and Space

Aujourd’hui, « avec EDRS A, c’est le premier nœud spatial du système qui a été lancé ». Il sera suivi d’un second, en 2017, qui, à la différence d’EDRS A (simple charge utile), sera un satellite dédié construit par OHB (Allemagne), qui utilisera la petite plateforme tout électrique smallGeo. Enfin, un troisième et dernier satellite, prévu en 2020, « permettra d’élargir la couverture satellitaire dans la perspective d'obtenir une couverture mondiale ». Les « communications entre les satellites d'observation et la Terre ne seront plus intermittentes mais quasi continues, ce qui ouvrira d'innombrables perspectives dans des domaines très variés tels que la surveillance environnementale, la gestion des catastrophes naturelles et des crises humanitaires ainsi que tout ce qui concerne la sécurité civile et les opérations militaires ».

Actuellement, lorsqu'ils passent au-dessus d'une de leurs stations sol, les satellites d’observation de la Terre ont une fenêtre (c'est-à-dire une période) de seulement 10 minutes pour transmettre leurs données. De plus, ils doivent souvent attendre plusieurs heures avant de passer au-dessus de ces stations. « Avec EDRS A, les satellites pourront transférer leurs données pendant 45 minutes ». Le troisième nœud devrait accroître les capacités de transfert d’ERDS de plus de la moitié et mettre en œuvre de nouvelles innovations pour servir d'autres marchés, comme par exemple alléger le terminal laser et pouvoir ainsi l'embarquer sur d'autres types de plateformes.

SpaceDataHighway : une communication laser très précise

Le principal point dur du système a été « la mise au point du terminal de communication laser ». L’Esa et Airbus Defence and Space y travaillent depuis que le satellite Artemis a démontré la faisabilité technique et l’utilité d’un tel système. En novembre 2014, une étape importante avait été franchie – c'était alors une première mondiale –, avec « une transmission laser images entre Sentinel 1A et Alphasat avec un taux de transmission de 0,6 Gbit/s sur une distance de 45.000 kilomètres ».

Aujourd’hui, ce laser peut « cibler et suivre un autre terminal se déplaçant jusqu'à 800 m/s à une distance pouvant atteindre 45.000 km », ce qui revient à « cibler une pièce de deux euros située aux États-Unis depuis une voiture en mouvement depuis l’Europe ». Bien qu’il soit conçu pour atteindre 45.000 km, le laser s’avère « capable de couvrir une distance plus grande que prévue et atteindre 75.000 km ». Initialement, SpaceDataHighway devait uniquement communiquer entre un satellite en orbite géostationnaire et un autre en orbite basse, typiquement à 45.000 kilomètres de distance mais avec ces performances du laser, il est également « possible d’envisager des liaisons entre deux satellites en orbite géostationnaires ».

SpaceDataHighway communiquera avec des drones ou des avions de surveillance « via un laser à un débit de 1.800 mégabits par seconde. Les données ainsi récupérées seront transmises en bande Ka de EDRS A ou EDRS C au sol par radiofréquence, à la même vitesse ». Cela permettra aux opérateurs d’opérer leurs systèmes aériens bien au-delà de la portée visuelle du segment sol. Des essais sont prévus cet été sur un Airbus A310 MRTT et, d'ici quelques mois, une « liaison optique entre SpaceDataHighway et un drone Predator B sera effectuée pour valider le concept ».

Dans le cadre du partenariat public-privé, Airbus Defence and Space peut revendre 75 % de la capacité du système. Les 25 % restants sont alloués au programme Copernicus de l’Union européenne qui l’utilisera pour relayer les données des satellites Sentinel 1 et 2 avec, comme principal avantage, que les images optiques et radar de ces deux satellites seront récupérées plus vite. La commercialisation du système a d’ores et déjà débuté et « les clients susceptibles d'être intéressés attendent d’abord que le système soit mis en service opérationnel ». La communication laser se fait de point à point, à la différence des communications par radiofréquence qui émettent des ondes en broadcast. De ce fait, SpaceDataHighway « ne prévoit pas de servir des marchés de masse ou des particuliers ». Le système se destine donc à des missions spécifiques pour des agences gouvernementales et à des applications commerciales liées à la surveillance maritime ou l’exploitation des données météorologiques.


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