{"id":6537,"date":"2022-04-28T09:13:00","date_gmt":"2022-04-28T07:13:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cailabs.com\/blog\/uncategorized\/"},"modified":"2024-05-02T13:39:45","modified_gmt":"2024-05-02T11:39:45","slug":"new-space-le-nouveau-visage-du-secteur-spatial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.cailabs.com\/fr\/blog\/aerospatial-et-defense\/new-space-le-nouveau-visage-du-secteur-spatial\/","title":{"rendered":"\u00ab\u202fNew Space\u202f\u00bb\u202f: le nouveau visage du secteur spatial"},"content":{"rendered":"\n

30 mai 2020, 19 h 22 UTC : la fus\u00e9e Falcon 9 emportant la capsule Crew Dragon Demo-2 est lanc\u00e9e. SpaceX s’appr\u00eate alors \u00e0 devenir la premi\u00e8re soci\u00e9t\u00e9 priv\u00e9e \u00e0 envoyer des humains en orbite. Cet \u00e9v\u00e9nement illustre l’\u00e9volution spectaculaire du march\u00e9 spatial depuis le d\u00e9but du 21e si\u00e8cle, qui s’est consid\u00e9rablement acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e au cours des derni\u00e8res ann\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Si les agences d’\u00c9tat ont toujours occup\u00e9 une place de premier plan dans le secteur, les soci\u00e9t\u00e9s priv\u00e9es se lancent aujourd’hui \u00e0 la conqu\u00eate de l’industrie spatiale. Elles s’imposent d\u00e9sormais comme des acteurs cl\u00e9s du secteur et collaborent avec les agences gouvernementales \u00e9tablies \u00e0 chaque \u00e9tape de la cha\u00eene de valeur : lanceurs, satellites, infrastructures et services. Ce changement de paradigme fait na\u00eetre de nouvelles opportunit\u00e9s de cr\u00e9ation de valeur pour les soci\u00e9t\u00e9s du secteur priv\u00e9. Celles-ci ont d\u00e9sormais un r\u00f4le moteur \u00e0 jouer dans les diff\u00e9rents projets et missions, avec un objectif essentiel : le profit. Ce nouveau contexte a entra\u00een\u00e9 un profond bouleversement des technologies utilis\u00e9es : les micro-lanceurs, lanceurs r\u00e9utilisables et autres CubeSats facilitent \u00e0 pr\u00e9sent l’acc\u00e8s \u00e0 l’espace, qui n’a jamais \u00e9t\u00e9 aussi abordable. <\/p>\n\n\n\n

Note : cet article de blog est le premier d\u2019une s\u00e9rie consacr\u00e9e aux communications optiques espace \u2013 terre. <\/p>\n\n\n\n

De nouveaux lanceurs, \u00e0 la conqu\u00eate du nouvel espace <\/h5>\n\n\n\n

Pour le grand public, les lanceurs sont naturellement le symbole embl\u00e9matique du secteur spatial. Ils incarnent la puissance d’un pays et sa capacit\u00e9 \u00e0 atteindre l’espace : Saturn V, la navette spatiale am\u00e9ricaine, ou encore Soyouz sont \u00e0 jamais ancr\u00e9s dans notre culture commune. La rel\u00e8ve s’illustre aujourd’hui avec des entreprises telles que SpaceX, particuli\u00e8rement m\u00e9diatis\u00e9e pour ses lanceurs r\u00e9utilisables, actuellement exploit\u00e9s par la NASA pour emmener les astronautes sur l’ISS et placer une diversit\u00e9 de satellites en orbite. D’une certaine mani\u00e8re, SpaceX se positionne comme le fer de lance des nombreuses soci\u00e9t\u00e9s priv\u00e9es qui abordent le march\u00e9 avec, comme point commun, un mod\u00e8le low cost visant \u00e0 offrir un acc\u00e8s abordable \u00e0 l’espace et aux services spatiaux. 

Le concept des lanceurs partiellement ou totalement r\u00e9utilisables n’est pas nouveau. D\u00e9j\u00e0, la navette spatiale am\u00e9ricaine avait \u00e9t\u00e9 con\u00e7ue pour que l’orbiteur puisse \u00eatre r\u00e9utilis\u00e9 \u00e0 des fins de r\u00e9duction des co\u00fbts. Force est de constater que cet objectif n’a pas \u00e9t\u00e9 atteint : les co\u00fbts n’ont jamais \u00e9t\u00e9 inf\u00e9rieurs \u00e0 ceux des syst\u00e8mes de lancement consommables, sans parler des probl\u00e8mes de s\u00e9curit\u00e9, qui se sont sold\u00e9s par des accidents tragiques. SpaceX a r\u00e9ussi l\u00e0 ou la navette spatiale a \u00e9chou\u00e9 : une v\u00e9ritable r\u00e9volution n\u00e9e de la convergence de diff\u00e9rents facteurs. Tout d’abord, la strat\u00e9gie low cost d’un acteur du secteur priv\u00e9, avec un objectif ax\u00e9 sur le profit, marque une diff\u00e9rence fondamentale par rapport aux initiatives d’une agence publique. De plus, \u00e0 la faveur d’un v\u00e9ritable bond technologique, certaines parties du lanceur peuvent d\u00e9sormais \u00eatre r\u00e9utilis\u00e9es de fa\u00e7on s\u00fbre et efficace.<\/p>\n\n\n\n

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\"Cost<\/picture>
Le co\u00fbt par kilogramme de la mise en orbite basse d’une charge utile baisse constamment depuis les ann\u00e9es 80 et a consid\u00e9rablement chut\u00e9 avec la nouvelle g\u00e9n\u00e9ration de lanceurs r\u00e9utilisables. <\/em>
Source <\/strong>: FutureTimeline.net<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Au final, le co\u00fbt par kilogramme de la mise en orbite basse d’une charge utile a consid\u00e9rablement chut\u00e9 avec l’arriv\u00e9e de ces nouveaux lanceurs. Selon certaines estimations, il pourrait \u00eatre divis\u00e9 par 2 avec le Falcon Heavy par rapport au Soyouz, ou avec le Falcon 9 par rapport \u00e0 Ariane 5. On voit ainsi s’enclencher un cercle vertueux o\u00f9 se conjuguent baisse des co\u00fbts, hausse de la demande et augmentation du nombre de missions. \u00c0 ce titre, l’ann\u00e9e 2020 s’est illustr\u00e9e par un total de 114 lancements, dont 10 \u00e9checs : un chiffre jamais atteint depuis l’effondrement du bloc sovi\u00e9tique et le d\u00e9but de la deuxi\u00e8me \u00e8re spatiale. La forte augmentation du nombre de lancements en orbite basse durant la derni\u00e8re d\u00e9cennie, et particuli\u00e8rement au cours des cinq derni\u00e8res ann\u00e9es, est \u00e9galement impressionnante : ces lancements ont augment\u00e9 de 95 % entre 2016 et 2020, alors que le nombre de mises en orbite haute (g\u00e9osynchrone et g\u00e9ostationnaire) diminue l\u00e9g\u00e8rement.<\/p>\n\n\n\n

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\"Evolution<\/picture>
Le nombre de lancements en orbite basse a mont\u00e9 en fl\u00e8che au cours de la derni\u00e8re d\u00e9cennie, en particulier depuis 2016.<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

L’acc\u00e8s \u00e0 l’espace \u00e9tant d\u00e9sormais plus simple et moins co\u00fbteux, la demande de services spatiaux augmente : c’est le troisi\u00e8me facteur de cette convergence favorisant l’\u00e9mergence de nouveaux acteurs issus du secteur priv\u00e9. Dans ce contexte, on voit \u00e9galement appara\u00eetre de nouveaux micro-lanceurs affichant des co\u00fbts de d\u00e9veloppement et d’exploitation inf\u00e9rieurs \u00e0 ceux des lanceurs lourds, et capables de r\u00e9pondre \u00e0 une demande d\u00e9sormais tourn\u00e9e vers des satellites plus petits, qui deviennent la norme.<\/p>\n\n\n\n

Le nouveau visage du march\u00e9 des satellites : la r\u00e9volution des CubeSats<\/h5>\n\n\n\n

Au m\u00eame moment, la r\u00e9duction de la taille et du poids des satellites contribue \u00e9galement \u00e0 refa\u00e7onner le march\u00e9. La miniaturisation de l’\u00e9lectronique a ouvert la voie au d\u00e9veloppement de petits satellites et plus sp\u00e9cifiquement des CubeSats, dont le d\u00e9veloppement a \u00e9t\u00e9 stimul\u00e9 par l’un des objectifs poursuivis par les soci\u00e9t\u00e9s priv\u00e9es : r\u00e9duire le co\u00fbt des lancements. Ce ph\u00e9nom\u00e8ne s’inscrit dans la m\u00eame dynamique de transformation que celle des lanceurs : la convergence entre un bond technologique et l’arriv\u00e9e de nouveaux acteurs issus du secteur priv\u00e9. Au-del\u00e0 de la r\u00e9duction de poids, l’\u00e9mergence des CubeSats contribue \u00e9galement \u00e0 standardiser la conception des satellites. Une nouvelle unit\u00e9 a ainsi \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9e, correspondant au volume d’un CubeSat (10 cm x 10 cm x 10 cm) pour un poids d’environ 1 kg. Ainsi, un petit satellite peut \u00eatre constitu\u00e9 de l’assemblage de plusieurs CubeSats, le volume du satellite \u00e9tant un multiple de cette valeur unitaire : 1U, 2U, 3U\u2026 La miniaturisation et la standardisation ouvrent la voie \u00e0 une production en masse avec des proc\u00e9d\u00e9s industriels simplifi\u00e9s, encourag\u00e9e par l’utilisation de composants disponibles dans le commerce. En bref, les satellites sont d\u00e9sormais moins co\u00fbteux et plus simples et rapides \u00e0 produire, offrant aux petites structures, telles que les universit\u00e9s, un acc\u00e8s \u00e0 l’espace jusqu’ici inimaginable.  

En moyenne, la construction et le lancement d’un CubeSat co\u00fbtent environ 150 000$, mais ce co\u00fbt peut tomber \u00e0 50 000$(1)<\/sup>. Quant au d\u00e9ploiement d’un satellite g\u00e9ostationnaire (construction, lancement, assurance et station passerelle), il implique des d\u00e9penses en capital de l’ordre de 150 \u00e0 500 millions de dollars(2)<\/sup>. Bien s\u00fbr, ces chiffres ne sont que des estimations. Ils n’incluent pas n\u00e9cessairement le m\u00eame service et doivent donc \u00eatre interpr\u00e9t\u00e9s avec prudence. Quoi qu’il en soit, les co\u00fbts estim\u00e9s d’un satellite en orbite basse sont au moins 1000 fois inf\u00e9rieurs \u00e0 ceux d’un satellite g\u00e9ostationnaire. 

Ceci favorise de mani\u00e8re logique l’augmentation du nombre de satellites mis en orbite : pas moins de 1.272 en 2020, soit une augmentation de 120 % par rapport \u00e0 2019 ; un record absolu. Dans ce contexte, des constellations de nanosatellites en orbite basse (d’un poids de 1 kg \u00e0 50 kg, g\u00e9n\u00e9ralement conforme \u00e0 la norme CubeSat) ont fait leur apparition. Elles peuvent offrir le m\u00eame service qu’un satellite g\u00e9ostationnaire classique, avec une r\u00e9silience et une flexibilit\u00e9 sup\u00e9rieures. Ces constellations permettent aux nouveaux acteurs de couvrir une diversit\u00e9 d’applications et mettent \u00e0 leur port\u00e9e de nouvelles formes de cr\u00e9ation de valeur. \u00c0 ce rythme, si le mod\u00e8le des constellations se confirme, ce sont 16.000 satellites en orbite basse qui devraient \u00eatre lanc\u00e9s d’ici 2025. <\/p>\n\n\n\n

De nouveaux acteurs, de nouvelles applications <\/h5>\n\n\n\n

Comme \u00e9voqu\u00e9 plus haut, l’acc\u00e8s \u00e0 l’espace est plus simple et moins co\u00fbteux que jamais, offrant aux nouveaux acteurs la possibilit\u00e9 de lancer des initiatives dans une diversit\u00e9 d’applications. On a en effet observ\u00e9 une augmentation sans pr\u00e9c\u00e9dent du nombre de missions commerciales depuis le d\u00e9but des ann\u00e9es 2010, dop\u00e9e par la n\u00e9cessit\u00e9 de satisfaire la nouvelle demande en applications spatiales. <\/p>\n\n\n\n

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\"Payload<\/picture>
Le nombre de satellites commerciaux a consid\u00e9rablement augment\u00e9 au cours de la derni\u00e8re d\u00e9cennie. Source : Rapport annuel sur l’environnement spatial (2021) de l’Agence spatiale europ\u00e9enne (ESA)<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n

Par exemple, l’orbite h\u00e9liosynchrone (sur laquelle le satellite est synchronis\u00e9 avec la trajectoire du soleil) est particuli\u00e8rement appr\u00e9ci\u00e9e dans le domaine de l’observation terrestre, car l’angle d’illumination du soleil sera le m\u00eame en tout point sur Terre. Dans ce cas pr\u00e9cis, une constellation de petits satellites peut offrir, \u00e0 l’\u00e9chelle mondiale, des images actualis\u00e9es quotidiennement de chaque zone de la plan\u00e8te. Moins co\u00fbteux \u00e0 produire et \u00e0 lancer, les petits satellites favorisent cette initiative, au-del\u00e0 du fait que chaque satellite d’une constellation peut \u00eatre remplac\u00e9 si n\u00e9cessaire. 

Les applications de t\u00e9l\u00e9communication tirent \u00e9galement parti de ce changement de paradigme. Aux initiatives les plus connues telles que Starlink (SpaceX, une nouvelle fois), Kuiper (Amazon) et OneWeb viennent s’ajouter celles de nouveaux acteurs comme Inmarsat, qui a annonc\u00e9 son projet de constellation de satellites Orchestra, et plusieurs initiatives de syst\u00e8mes de relais de donn\u00e9es de plus petite envergure. Jusqu’\u00e0 pr\u00e9sent, l’acc\u00e8s Internet via des satellites g\u00e9ostationnaires ne parvient pas \u00e0 s’imposer face aux solutions terrestres comme les r\u00e9seaux fibr\u00e9s ou 4G-5G, principalement en raison d’un d\u00e9bit insuffisant et d’une latence \u00e9lev\u00e9e. Mais les constellations de satellites en orbite basse offrent \u00e0 pr\u00e9sent une opportunit\u00e9 solide de r\u00e9soudre les probl\u00e8mes des syst\u00e8mes g\u00e9ostationnaires, et ce, tout en apportant une nouvelle proposition : un acc\u00e8s simple \u00e0 Internet dans le monde entier, m\u00eame dans les zones les plus isol\u00e9es, sans la n\u00e9cessit\u00e9 de mettre en \u0153uvre une infrastructure lourde. <\/p>\n\n\n\n

Conclusion<\/h5>\n\n\n\n

Le \u00ab New Space \u00bb fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 une modification de l’\u00e9cosyst\u00e8me spatial entra\u00een\u00e9e par la convergence de diff\u00e9rents facteurs interd\u00e9pendants : bouleversements technologiques dans les domaines des lanceurs et des satellites, arriv\u00e9e de nouveaux acteurs et nouvelles formes de cr\u00e9ation de valeur dans l’espace. Tous ces facteurs s’influencent mutuellement. Par exemple, l’arriv\u00e9e de nouveaux acteurs contribue aux bouleversements technologiques et \u00e0 la r\u00e9duction des co\u00fbts, et inversement. Ceci se traduit \u00e9galement par une \u00e9volution des activit\u00e9s et des parties prenantes, marqu\u00e9e par la pr\u00e9sence croissante d’acteurs issus du secteur priv\u00e9 et l’\u00e9mergence de nouveaux pays. Plus qu’un v\u00e9ritable remplacement des acteurs du secteur public par de jeunes soci\u00e9t\u00e9s, le paysage spatial semble prendre la voie de la collaboration entre agences gouvernementales historiques, grandes structures a\u00e9rospatiales priv\u00e9es et jeunes soci\u00e9t\u00e9s, pour fa\u00e7onner la nouvelle \u00e8re spatiale. 

Tous ces satellites doivent communiquer entre eux et avec la Terre. Les donn\u00e9es sont essentielles et l’outil de transmission rev\u00eat donc une importance strat\u00e9gique. Diff\u00e9rents moyens de r\u00e9pondre \u00e0 ces enjeux coexistent, le plus conventionnel \u00e9tant l’utilisation de la radiofr\u00e9quence, technologie exploit\u00e9e depuis le d\u00e9but de l’exploration spatiale. Cependant, la transmission optique par laser se d\u00e9veloppe \u00e9galement depuis plusieurs ann\u00e9es. Ces sujets seront abord\u00e9s dans le prochain article de cette s\u00e9rie d\u2019article de blog sur les communications laser espace \u2013 terre.<\/p>\n\n\n\n

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\"Julien<\/picture><\/figure>\n<\/div>\n\n\n\n
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Par Julien Bayol<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Julien Bayol est ing\u00e9nieur en m\u00e9canique INSA, et a suivi un Master en Management \u00e0 la Toulouse Business School. Son domaine d\u2019int\u00e9r\u00eat est port\u00e9 sur les techniques de fabrication de pointe, via l\u2019utilisation de solutions optiques innovantes. A Cailabs, Julien est assistant chef de produit, il contribue au d\u00e9veloppement et \u00e0 la commercialisation des gammes produits CANUNDA et TILBA\u00ae.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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