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21 Déc, 2023

Amazon allume ses lasers spatiaux 

Amazon allume ses lasers spatiaux 

Les satellites Internet Kuiper formeront un réseau maillé utilisant des liaisons optiques

Une fusillade impliquant des milliers de lasers est sur le point d’éclater en orbite terrestre basse. Heureusement, personne ne sera blessé : les cibles des lasers sont les satellites de communication des protagonistes.

Amazon vient d’annoncer que deux de ses prototypes de satellites Internet équipés de lasers infrarouges transféraient des données à 100 gigabits par seconde sur une distance de près de 1 000 kilomètres. La société affirme que tous ses prochains satellites du projet 3236 Kuiper incluront de telles interconnexions, formant un réseau maillé à haut débit pour acheminer les données à travers le monde.

Le système Starlink , rival de SpaceX , qui compte déjà plus de 1,5 million de clients, dont l’ armée ukrainienne , expérimente les interconnexions optiques depuis environ un an. Elle a récemment affirmé disposer de plus de 8 000 lasers spatiaux sur sa nouvelle génération de satellites, dont le lancement a commencé plus tôt cette année.

La course est désormais lancée pour construire la première constellation complète de liaisons optiques inter-satellites (OISL), à un prix compétitif par rapport aux réseaux terrestres 5G et fibre.

Les lasers ont du sens

Les lasers ont beaucoup de sens dans le vaste espace vide. Les signaux optiques ont une fréquence plus élevée, et donc une bande passante plus élevée, que les ondes radio. Les lasers concentrent également les signaux dans un faisceau beaucoup plus étroit, augmentant ainsi la sécurité et réduisant les besoins en énergie. Les faisceaux plus étroits signifient moins de risques d’interférences entre les signaux optiques provenant de différentes constellations, et en dehors du domaine radio, il n’existe aucun régulateur indiquant aux opérateurs quelles parties du spectre électromagnétique ils peuvent ou ne peuvent pas utiliser.

Une grande flotte de satellites OISL en orbite terrestre basse peut renvoyer des signaux dans le monde entier, améliorant ainsi la couverture dans les zones où il y a peu de stations au sol pour se connecter à l’Internet terrestre. Et comme la lumière se déplace 50 % plus vite dans le vide qu’à travers la fibre de verre, un réseau maillé en orbite pourrait théoriquement connecter les utilisateurs, par exemple à Londres et à New York, beaucoup plus rapidement que les câbles sous-marins.

Mais il y a aussi des problèmes. Diriger un faisceau laser sur des milliers de kilomètres, entre des satellites se déplaçant à des milliers de kilomètres par heure dans des directions différentes, n’est pas une mince affaire. Et avec les nuages ​​qui brouillent ou bloquent les signaux, les lasers ne sont pas idéaux pour communiquer avec les systèmes au sol. Les terminaux laser sont également encore beaucoup plus chers que les émetteurs-récepteurs radio.

Faire fonctionner les liaisons optiques inter-satellites

Dès 2001, l’Agence spatiale européenne a établi la première liaison intersatellite, entre orbites terrestres basses et géostationnaires. Puis, en 2013, la NASA a transmis une photo de la Joconde au Lunar Reconnaissance Orbiter. En 2019, IEEE Spectrum a annoncé que Facebook expérimentait des lasers satellites . Deux ans plus tard, l’équipe derrière ce prototype a déménagé chez Amazon pour travailler sur Kuiper.

Les technologies OISL sont désormais enfin prêtes à être utilisées. En plus d’Amazon et de SpaceX, les lasers alimenteront les constellations de communication de l’opérateur vétéran Telesat , de la société d’État chinoise GuoWang, de la start-up canadienne Kepler et d’autres.

Ces constellations devraient permettre aux utilisateurs des régions éloignées de se connecter à Internet, aux compagnies maritimes de suivre leurs navires, et aux gouvernements et aux militaires d’avoir des communications sécurisées de haute qualité. Mais ce qu’ils ne feront pas tout de suite, c’est lancer un équivalent orbital de l’Internet terrestre.

« Les liaisons optiques intersatellites actuelles sont comme une infrastructure de construction dans laquelle vous disposez de nœuds qui peuvent se connecter et relayer des données sur de grandes distances », explique Kerri Cahoy, professeur d’aéronautique et d’astronautique au MIT. « Ce qui n’existe pas encore, c’est la manière dont tout le monde s’y connecte et l’utilise avec sa propre application. »

La technologie exclusive des constellations d’Amazon et de SpaceX signifie que les satellites d’autres opérateurs, tels que les opérateurs d’imagerie terrestre, ne peuvent pas se connecter directement aux nouveaux réseaux maillés optiques.

Écart-type

L’Agence américaine de développement spatial (SDA) a développé une norme pour les terminaux laser, comme les longueurs d’onde et la polarisation des lasers, et ces lignes directrices ont été adoptées par plusieurs acteurs de l’industrie. Cependant, un porte-parole d’Amazon a confirmé à Spectrum que Kuiper n’utiliserait pas cette norme.

« Nous avons conçu le réseau Kuiper pour fournir un service haut débit à des clients du monde entier, ce qui nécessite des exigences de débit de données et de latence différentes du débit de données maximum pris en charge par le SDA », ont-ils écrit. SpaceX n’a ​​pas immédiatement répondu aux demandes de commentaires.

« Les normes visant à garantir que les terminaux sont interopérables et peuvent planifier, transférer et acheminer des données entre eux « sont toujours en évolution », explique Kerri Cahoy. « Mais c’est un avenir amusant à imaginer. Une fois qu’il y aura des connexions réseau en orbite, elles permettront d’accroître le traitement, la prise de décision et l’autonomie à bord en matière d’observation de la Terre. »

Elle envisage un monde dans lequel les satellites pourraient être suffisamment dynamiques et indépendants pour suivre les expéditions ou superviser les opérations minières. À terme, dit Kerri Cahoy, les constellations pourraient permettre des véhicules autonomes connectés en permanence. « Ces types de réseaux pourraient assurer la coordination, la cartographie et la planification entre les véhicules, tout en permettant la productivité et le divertissement de leurs occupants », dit-elle. « C’est plutôt excitant. »

Le projet Kuiper a l’intention de démarrer un déploiement à grande échelle au premier semestre 2024, avec suffisamment de satellites en altitude pour commencer les premiers pilotes clients au second semestre.

https://spectrum.ieee.org/amazon-kuiper-satellites