L’espace est la nouvelle frontière pour les télécommunications par laser que l’Agence spatiale européenne (ESA) a l’intention de franchir, par le biais de son projet Hydron (high throughput digital and optical network), initié en 2019. Mi-février, la signature d’un contrat avec Thales Alenia Space (TAS) a témoigné d’une nouvelle étape dans la progression de cette initiative promettant la « fibre dans le ciel ». Le fabricant franco-italien de satellites, à la tête d’un consortium industriel européen, aura pour mission de développer la deuxième composante du démonstrateur Hydron, qui sera expédié dans l’espace de 2027 à 2028.
« Cela inclut le satellite en orbite basse avec sa charge utile dédiée à la liaison optique, une autre charge utile de même nature mais positionnée en orbite géostationnaire (et embarqué sur un satellite tiers, ndlr), ainsi que les stations au sol, détaille Antonio Sturiale, directeur des télécommunications de TAS en Italie. C’est un système complet, multi-orbite et orbite-sol.»
La première phase de Hydron avait été entérinée en octobre dernier avec le canadien Kepler Communications, le Canada étant partie prenante du projet. Prévu d’ici à la fin de l’année, un « anneau » de 10 satellites sera déployé pour relayer entre eux des liaisons optiques, la transmission au sol étant assurée par radiofréquences.
Corriger l'influence de l'atmosphère
La deuxième étape prise en charge par TAS se veut plus ambitieuse. Il est question de prouver pour la première fois la faisabilité d’une liaison haut débit, « de 100 Gbits/s à 200 Gbits/s » précise Antonio Sturiale, entre l’orbite basse et l’orbite géostationnaire, d’une part, et entre ces orbites et le sol, d’autre part.
« Aujourd’hui, les communications laser sont réalisées à bas débit, à 10 Gbits/s, entre satellites sur la même orbite ou entre un satellite et le sol », rappelle-t-il. Souvent cité en exemple en matière de satcoms optiques, Starlink est un système relativement simple, comparé à Hydron, car « les satellites communiquant en eux se suivent en rang serré sur une même orbite, poursuit-il. Et la liaison au sol se fait par une méthode RF conventionnelle », complète-t-il.
Pour réussir des liaisons optiques entre le satellite géostationnaire et le sol, le projet Hydron doit relever deux défis technologiques, d’ordre numérique et d’ordre optique. « Il n’existe pas encore de routeurs numériques pour le spatial capable de traiter des signaux entre 100 et 200 Gbits/s, explique Antonio Sturiale. Il s’agira de pouvoir gérer le trafic de façon dynamique et de tenir compte de l’influence de l’atmosphère. Pour ce dernier point, des algorithmes de correction d’erreurs sont nécessaires pour minimiser la perte de données. » Les liaisons inter-orbite, en espace libre, n’en auront pas besoin. Les satellites se déplaçant les uns par rapport aux autres, un dispositif de pointage sera en revanche requis, mais sans présenter de difficulté insurmontable.
Un service qui serait opérationnel avant 2030
Concernant l’optique, « le but est d’obtenir du haut débit à 36000 km d’altitude avec un télescope suffisamment compact pour être embarqué, dont le diamètre n’est pas supérieur à 25 cm et dont la longueur ne dépasse pas 50 cm, sans que cette charge utile optique n’excède 150 à 180 kg, indique Antonio Sturiale. Sinon, on a besoin d’un plus gros satellite, plus cher à fabriquer et à mettre en orbite. Le télescope en orbite basse peut être quant à lui moitié plus petit. » TAS conçoit et fabrique ses terminaux optiques à Zürich, en Suisse.
Une fois le satellite géostationnaire mis en orbite en 2028, une phase de test et de validation des fonctions sera engagée. « Elle durera entre 6 moins et un an », estime Antonio Sturiale. On peut dès lors supposer que les services fournis par le système Hydron, s’intégrant aux infrastructures terrestres, sera opérationnel d’ici à 2030. Pour rappel, en juin dernier, l’Onera avait fait la démonstration expérimentale d’une liaison optique « compatible haut débit » entre la station-sol Feelings et une charge utile géostationnaire conçue par Airbus Defence and Space.
