OneWeb

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Un exemple visuel animé de la constellation GPS à 24-satellites, avec rotation de la Terre. Le nombre de satellites visibles d'un point donné de la surface terrestre change en fonction du temps.

OneWeb (connue antérieurement sous le nom de WorldVu) est un projet de constellation d'environ 600 satellites de télécommunications circulant sur une orbite basse pour fournir aux particuliers une connexion internet à haut débit dans les régions non desservies par des liaisons terrestres à partir de 2022. Jusque là les constellations de satellites de constellations comprenaient quelques dizaines de satellites. OneWeb est la première des nombreux projet de méga-constellations (quelques centaines à quelques milliers de satellites) à être déployée. Ce projet est développé par la société américaine OneWeb, créée dans cet objectif et basée à Arlington en Virginie. Il est dirigé par l’américain Greg Wyler créateur de la constellation de satellites O3b Networks.

La constellation doit comprendre 648 satellites de 150 kilogrammes placés sur une orbite polaire de 1 200 kilomètres. Il s'agit de la plus grande constellation de satellites jamais lancée en orbite depuis le début de l'ère spatiale. Pour réduire l'ampleur de l'investissement et rentabiliser le projet, une usine a été édifiée en Floride pour construire en série 600 satellites (comprend des satellites de réserve). Les concepteurs du projet espérait initialement par effet d'échelle abaisser le cout de fabrication de chaque satellite à 500 000 US$. Compte tenu de la taille de l'investissement (entre 3 et 6,5 milliards US$), des incertitudes sur le marché visé (concurrence d'autres constellations ou des réseaux terrestres) le projet présente de grands risques financiers.

Six satellites prototypes de la constellation ont été placés en orbite le par une fusée Soyouz décollant depuis le pas de tir de Sinnamary en Guyane. Après une phase de mise au point les autres satellites devraient être déployés jusqu'en 2021 par des fusées Soyouz emportant chacune 32 satellites et des lanceurs aéroportés légers LauncherOne dont le vol inaugural est planifié en 2019.

Historique du projet[modifier | modifier le code]

Le projet WorldVu[modifier | modifier le code]

WorldVu est créé, début 2014, avec l'objectif de fournir aux particuliers un accès à internet à haut débit grâce à une constellation de près de 1 000 satellites. Un des points majeurs de l'architecture du système est le recours à des satellites de petite taille dont le coût est largement abaissé grâce à l'effet d'échelle découlant du nombre d'engins commandés. La cible commerciale est constituée par les centaines de millions d'usagers potentiels d'internet vivant dans des régions trop isolées pour bénéficier du réseau terrestre internet à haut débit. En juin 2014, WorldVu rachète les droits de bande passante détenus par SkyBridge tombé en faillite en 2000 qui avait un projet similaire.

Lancement du projet OneWeb[modifier | modifier le code]

O3b Networks, qui dispose d'une constellation de satellites ayant le même projet initial mais s'est finalement reconvertie dans le BtoB, est rachetée par Google en 2013. Plusieurs cadres de O3b quittent en septembre 2014 cette société pour rejoindre WorldVu. Parmi ceux-ci l'américain Greg Wyler, qui a créé quelques années auparavant la constellation de satellites O3b Networks, prend la tête du projet. Des échanges informels ont lieu la même année entre WorldVu et SpaceX pour la construction d'une usine commune afin de fabriquer les satellites puis les lancer. En novembre, WorldVu lance un appel d'offres auprès des constructeurs de satellites pour la construction de 900 satellites ainsi que celle d'installations au sol. L'objectif de coût de production d'un satellite est de 500 000 US$. En janvier 2015, Virgin Group et Qualcomm décident d'investir dans la société rebaptisée OneWeb LTD.

Partenariat avec le constructeur aérospatial Airbus[modifier | modifier le code]

En juin 2015, OneWeb signe un contrat avec Arianespace pour la mise en orbite d'un premier sous-ensemble de satellites par 21 lanceurs Soyouz. Airbus Defence and Space est sélectionné pour la construction des satellites. Ceux-ci seront assemblés par Airbus-Oneweb-Satellite, une coentreprise fondée à cet effet par Airbus d'une part et OneWeb d'autre part. L'usine d'assemblage se situe à Exploration Park près du Centre spatial Kennedy en Floride. Les 10 premiers exemplaires sont fabriqués dans l'usine de Toulouse du groupe Airbus pour mettre au point le processus de production[1].

Le 28 février 2017, Intelsat annonce son intention de fusionner avec OneWeb[2]. En juin 2017, Intelsat renonce finalement à cette fusion[3].

Vers une extension de la constellation ?[modifier | modifier le code]

L'organisme de régulation des télécommunications américain (FCC) a assoupli la réglementation concernant la durée du déploiement des constellations de satellites qui passe de 6 ans à 9 ans. Cette décision ayant été prise après l'autorisation accordée par FCC à OneWeb, cette dernière demande en mars 2018 de déployer 1 260 satellites supplémentaires faisant passer le nombre total à 1 980 satellites. Ces satellites auraient les mêmes caractéristiques que les satellites en cours de fabrication. Le nombre de plans orbitaux occupés passerait de 108 à 36 et le nombre maximal de satellites circulant sur un plan orbital passerait de 40 à 55[4].

Réduction du nombre de satellites de la constellation initiale[modifier | modifier le code]

OneWeb annonce en décembre 2018 que, compte tenu des performances des satellites supérieures à celles attendues constatées durant les tests sur Terre, le nombre de satellites construits pour créer la constellation initiale allait être réduit de 900 à 600[4].

La position paradoxale des responsables russes[modifier | modifier le code]

L'industrie spatiale russe est une des grandes bénéficiaires du projet qui repose sur l'utilisation de plus de 20 fusées Soyouz (un contrat de 1 milliard US$) ainsi que la production en masse de propulseurs à effet Hall de type SPT-50M fourni par la société russe Fakel. Mais les responsables russes redoutent les conséquences de la disponibilité d'un accès internet à haut débit pour des utilisateurs russes (particuliers, mais également écoles, villes et autres institutions) situées dans des régions périphériques de la Russie qui n'avaient jusque là qu'un accès très limité à ce réseau. Le projet a fait l'objet de discussions au niveau les plus élevés de l'état sans qu'une position claire se dégage. Les fréquences utilisées par OneWeb ont été allouées en 2016 par le GKRCh (l'organisme russe chargé d'attribuer les fréquences) à l'opérateur des satellites Gonets qui avait dans ses cartons un projet de constellation de satellites de télécommunications en orbite basse non démarré début 2019. En 2017 OneWeb, pour contourner cet obstacle, a créé une coentreprise avec l'opérateur des Gonets, baptisée OOO OneWeb, pour commercialiser ses services en se conformant aux contraintes russes. Mais la mise à disposition des fréquences reste au point mort début 2019. Par ailleurs les responsables russes semblent envisager la construction d'un système de contrôle d'accès à internet sur le modèle chinois. Le gouvernement russe a fait un premier pas dans ce sens en prenant le contrôle (prise de participation à hauteur de 51%) de la coentreprise OOO OneWeb. Fin 2018, les services de sécurité russes attaquent frontalement OneWeb en accusant la société de mettre en place un outil favorisant l’espionnage. La construction des 6 stations passerelles nécessaires sur le territoire russe est remise en question bien que leur absence ne permettra pas de bloquer le système sur une large fraction du pays (en particulier la partie européenne) grâce aux stations situées dans les pays limitrophes[5].

Viabilité financière du projet[modifier | modifier le code]

L'effet d'échelle[modifier | modifier le code]

L'investissement le plus important requis pour mettre en place le système OneWeb est la fabrication et le lancement des satellites. Pour abaisser les couts la société a misé sur l'effet d'échelle obtenu en construisant 600 satellites identiques (à titre de référence il s'est lancé en 2017 155 satellites de plus de 50 kg la plupart différents les uns des autres). L'industrie aérospatiale aujourd'hui construit des satellites à l'unité ou en très petites séries et dans ce dernier cas souvent sur des périodes étalées sur de nombreuses années. Le projet OneWeb repose sur l'optimisation du processus de fabrication des satellites et la commande de grands volumes de composants permettant d'abaisser leur prix d'achat. Un coentreprise entre OneWeb et Airbus Defence and Space baptisée OneWeb Satellites est chargée de l'assemblage des 600 satellites. Une usine consacrée à leur assemblage et d'une superficie de 13 900 m2 est aménagée à partir de mars 2017. Elle été inaugurée en 2018 près du centre spatial Kennedy en Floride. L'usine devrait construire en pointe un à deux satellites par jour[4].

La rentabilité en question[modifier | modifier le code]

Les projets de constellation de satellites de télécommunications présentent un risque financier car ils nécessitent des investissements très importants pour mettre en place le réseau de satellites et les stations terriennes alors que les premières rentrées financières n'interviennent que plusieurs années après le lancement du projet. Fin 2018 OneWeb est confronté à plusieurs problèmes potentiels. Le cout unitaire du satellite fixé initialement à 500 000 US$ serait passé selon certaines sources non officielles à 900 000 US$. Le premier lancement a pris 6 mois de retard par rapport aux planning initial. OneWeb a réussi à mobiliser environ 1,7 milliards US$ de fonds pour financer la construction et le lancement des satellites mais la somme totale nécessaire serait comprise entre 3,5 et 6 milliards US$. Or l'établissement de crédit à l'export français BPIfrance fortement impliqué attend des engagements plus précis de la clientèle potentielle avant de prêter les sommes nécessaires. Par ailleurs des projets concurrents comme celui de SpaceX pourrait entrainer une guerre des prix qui augmenterait le seuil de rentabilité[6].

Prestations assurées par la constellation OneWeb[modifier | modifier le code]

OneWeb permet d'assurer la liaison entre le réseau internet à grand débit terrestres avec des utilisateurs individuels utilisant des postes fixes ou des petits récepteurs mobiles et avec des petits réseaux. La couverture est planétaire. Le débit maximal est de 50 mégabits par seconde et le temps de latence minimal est de 50 millisecondes[4].

Segment spatial[modifier | modifier le code]

Le système repose sur le déploiement en orbite d'une constellation de 600 satellites identiques :

Caractéristiques des satellites[modifier | modifier le code]

Données générales
Organisation OneWeb
Constructeur Airbus Defense and Space
Domaine Internet par satellite
Nombre d'exemplaires 648 (48 en réserve)
Constellation oui
Statut en cours de déploiement
Lancement 2019-2021
Lanceur Soyouz, LauncherOne
Durée 7 ans
Caractéristiques techniques
Masse au lancement ~150 kg
Contrôle d'attitude stabilisé 3 axes
Orbite
Orbite orbite polaire
Altitude 1200 km
Inclinaison 87,9°

Le segment spatial de OneWeb comprend dans un premier temps 648 satellites identiques en orbite (600 opérationnels et 48 en réserve). Ce sont des microsatellites de forme approximativement cubique dont les dimensions sont de 1 m x 1 m x 1,3 m et la masse de 147,7 kg. Le satellite est stabilisé 3 axes à l'aide notamment d'un viseur d'étoiles. L'énergie est fournie par des panneaux solaires orientables avec un degré de liberté. Le satellite utilise un propulseur à effet Hall de type SPT-50M fourni par la société russe Fakel pour atteindre puis en cours de vie corriger son orbite[7]. Ce modèle de moteur est une version optimisée (durée de vie, cout) d'un moteur déjà mis en œuvre sur des satellites opérationnels (Canopus-V). Il génère une poussée de 14,8 milliNewton en expulsant du xénon avec une impulsion spécifique de 930 secondes et en consommant environ 220 Watts[8]. Le satellite dispose de 6 antennes paraboliques : deux en bande Ku pour communiquer avec les utilisateurs finaux, quatre en bande Ka pour communiquer avec les stations passerelle qui assurent la liaison avec le réseau internet terrestre. L'envoi des données aux utilisateurs est réalisée à travers l'émission de 16 faisceaux couvrant globalement une surface au sol de forme elliptique dont le grand axe mesure environ 1 500 km. Chaque faisceau utilise la bande de fréquence Ku en TDMA/FDMA. Le débit global par satellite est de 8 gigabits par seconde. Un récepteur GPS permet de déterminer la position du satellite à quelques mètres près. La durée de vie d'un satellite est au minimum de 7 ans[9],[4],[7],[4].

Charge utile secondaire[modifier | modifier le code]

L'opérateur commercialise par ailleurs l'emport d'une charge utile secondaire dont la masse peut s'élever à 60 kg et qui disposera de 200 Watts et d'un panneau tourné vers la Terre d'une superficie de 750 x 850 mm2[4].

Orbite[modifier | modifier le code]

Les satellites sont placés sur une orbite polaire (inclinaison orbitale 87,9°) à une altitude de 1200 km. A cette altitude chaque satellite assure une couverture de 1080 x 1080 km. Cette altitude peu élevée a été choisie pour que le temps de réponse internet soit très faible. La constellation de satellites circule au-dessus de la région la plus encombrée par les débris spatiaux (600-1050 km). 648 satellites sont répartis initialement sur 12 puis sur 18 plans orbitaux. Les satellites restant sont soit stockés au sol soit mis en réserve en orbite, pour pallier les défaillances des satellites opérationnels[4],[10].

Segment terrestre[modifier | modifier le code]

Le segment terrestre du projet comprend deux stations de contrôle et 50 stations terrestres réparties à la surface du globe terrestre pour assurer la liaison entre les satellites et les réseaux de télécommunications terrestres.

Stations passerelles[modifier | modifier le code]

Plus de 50 stations terriennes répartis à la surface de la Terre mettent en relation les utilisateurs et le réseau internet terrestre via la constellation OneWeb. Les communications entre les satellites et les stations s'effectuent en bande Ka. Les équipements de ces stations passerelles sont fournis par Hughes Network System[11].

Stations de contrôle[modifier | modifier le code]

Les satellites sont contrôlés par deux stations de contrôle l'une située à Washington DC (États-Unis), l'autre au Royaume-Uni[12].

Terminal utilisateur[modifier | modifier le code]

Pour se connecter l'utilisateur final utilisera un terminal comportant de manière typique une antenne réseau à commande de phase mesurant 36 x 16 centimètres qui devrait permettre de disposer d'un débit d'environ 50 mégabits/seconde. La connexion pourra se faire en utilisant les protocoles 3G, LTE, 5G et WiFi[13].

Déploiement[modifier | modifier le code]

Lanceurs[modifier | modifier le code]

Le déploiement en orbite de la constellation OneWeb est effectué grâce à une soixantaine de vols[4] :

  • 21 fusées Soyouz emportant chacune 32 satellites sont lancés depuis le cosmodrome de Baïkonour ou la base de Kourou à une cadence d'un tir toutes les trois à quatre semaines. Les lancements sont organisés par Arianespace.
  • 39 tirs sont effectués par le lanceur aéroporté LauncherOne de Virgin Galactic. L'avion porteur largue la fusée, qui emporte un à deux satellites, au-dessus de l'Océan Pacifique. L'utilisation de ce lanceur est essentiellement prévue pour le renouvellement des satellites défaillants.

Lancement des prototypes[modifier | modifier le code]

Six des dix prototypes construits dans l'usine d'Airbus située à Toulouse ont été placées en orbite le 27 février 2019 par un lanceur Soyouz ST-B qui décolle depuis la base de lancement de Kourou. Les quatre autres engins spatiaux doivent rester au sol et seront éventuellement utilisés comme pièce de rechange. Les prototypes en orbite doivent permettre de vérifier le fonctionnement du système. Une fois la phase de recette achevée, le déploiement des satellites opérationnels doit débuter en 2020[14].

Mise en fonction des satellites et fin de vie[modifier | modifier le code]

Les satellites sont déployés par leur lanceur à une altitude de 450 à 475 kilomètres. Chaque satellite utilise ensuite sa propulsion électrique pour rejoindre progressivement, en décrivant des spirales, son altitude opérationnelle à 1200 kilomètres d'altitude. En fin de vie, le satellite utilise sa propulsion pour rejoindre une orbite basse située à 250 kilomètres d'altitude qui garantit une rentrée atmosphérique rapide au cours de laquelle le satellite est détruit (à cette altitude l'atmosphère résiduelle est suffisamment dense pour rapidement dégrader l'orbite du satellite). Le déroulement de cette phase est conçu pour que la rentrée atmosphérique ait lieu au maximum cinq ans après la fin de vie opérationnelle du satellite[4].

Controverses[modifier | modifier le code]

Sur les débris spatiaux[modifier | modifier le code]

La multiplication des satellites lancés pour édifier la constellation OneWeb, fait craindre la multiplication de fait du nombre potentiel des débris spatiaux susceptibles d'être générés par ce type de projet[15].

Sur la pollution lumineuse spatiale du ciel nocturne[modifier | modifier le code]

Cette multitude de satellites, surtout quand on considère l'ensemble des projets en cours de déploiement, Starlink de Space-X (12000 satellites)[16], Kuiper d'Amazon (3250 satellites)[17], OneWeb (650 satellites), etc. pose le problème de la pollution lumineuse spatiale du ciel nocturne qui viendra s'ajouter à la pollution lumineuse terrestre (issue de l'éclairage à la surface).

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) « OneWeb Satellites finalise son organisation industrielle », Airbus Defence and Space,
  2. « Mariage en orbite entre Intelsat et OneWeb », lesechos.fr,‎ (lire en ligne, consulté le 1er mars 2017)
  3. Intelsat says it expects $14 billion OneWeb merger deal to fail, Jessica DiNapoli et Aishwarya Venugopal, Reuters, 1er juin 2017
  4. a b c d e f g h i et j (en) « OneWeb 1, ..., 900 », sur eoportal.org, Agence spatiale européenne, .
  5. (en) Anatoly Zak, « Russia's love-hate relationship with OneWeb », sur russianspaceweb.com,
  6. (en) Chris Forrester, « The Forrester Report: OneWeb’s “Valley of Death” », SatMagazine,
  7. a et b (es) Daniel Marin, « Primer lanzamiento de la megaconstelación de satélites OneWeb », sur Eureka,
  8. (en) P. Saevets, D. Semenenko, R. Albertoni et G. Scremin (8–12 octobre 2017) « Development of a Long-Life Low-Power Hall Thruster » (pdf) dans The 35th International Electric Propulsion Conference, x: 11 p.. 
  9. (en) Gunter Krebs, « OneWeb 1, ..., 900 », sur The Gunter's Page (consulté le 25 septembre 2016).
  10. « Internet pour tous : le projet de constellation OneWeb », Sciences et Avenir, .
  11. (en) « In Support of OneWeb's LEO Constellation, Hughes Network Systems to Partner in Ground Network System Development », sur Satnews.com, .
  12. Agence nationale des fréquences, « Résumé de la demande d'autorisation soumise par OneWeb LTD pour l’exploitation d'assignations de fréquence pour un système satellitaire basé sur une constellation non-géostationnaire » [PDF], sur anfr.fr, .
  13. (en) Chris Bergin, « OneWeb kick starts massive constellation with Soyuz ST-B launch », sur nasaspaceflight.com,
  14. (en) Stephen Clark, « First six OneWeb satellites launched from French Guiana », sur spaceflightnow.com,
  15. Remy Decourt, « Les centaines de satellites OneWeb ne produiront pas de débris spatiaux », sur Futura Sciences.com, .
  16. « Starlink », dans Wikipédia, (lire en ligne)
  17. « Amazon va envoyer des milliers de satellites en orbite pour fournir un accès internet partout sur Terre », sur Journal du Geek, (consulté le 26 mai 2019)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]