Hier, SpaceX lançait avec succès le satellite PAZ. Cette mission était également l'occasion de tenter une récupération d'une partie de la coiffe, et surtout d'envoyer dans l'espace deux satellites maison. Leur mission : préparer la mise en place de la constellation Starlink, devant comprendre près de 12 000 satellites.

SpaceX profite régulièrement de ses missions commerciales pour « expérimenter » de nouvelles technologies, la plus célèbre étant sans aucun doute la récupération du premier étage afin de le recycler pour d'autres lancements par la suite. Il s'agit d'objectifs « secondaires » à la mission principale : la mise en orbite de charges utiles pour le compte de ses clients.

Après le premier étage, une récupération de la coiffe ?

Une expérimentation grandeur nature a ainsi eu lieu hier avec le lancement du satellite d'observation espagnol SEOSAR/PAZ pour le compte de HisdeSAT et INTA. Il prenait place à bord d'une fusée Falcon 9 disposant d'un premier étage recyclé de la mission FORMSAT-5 d'août 2017, sans tentative de le récupérer une nouvelle fois.

Comme nous l'avions déjà expliqué, la fusée disposait d’une nouvelle coiffe (la partie supérieure protégeant le satellite durant le décollage) qui devait être récupérée pour la réutiliser lors de nouvelles missions, afin de réduire les coûts. Si le lancement s'est parfaitement déroulé (malgré deux reports), avec une mise en orbite réussie, la mission secondaire n'a pas rencontré le succès escompté.

Lors de la diffusion en direct du lancement, la tentative d'attraper la coiffe n'a pas été évoquée. Il faut se pencher sur le compte Twitter d'Elon Musk pour avoir des détails. Le PDG explique que la coiffe disposait d'un parachute pour freiner (elle revient de l'espace à environ huit fois la vitesse du son) et guider sa chute afin qu'elle puisse être récupérée par les filets d'un bateau baptisé M. Steven. 

La récupération a été manquée de « quelques centaines de mètres » ajoute Musk, précisant que le carénage était néanmoins tombé avec douceur dans l'eau et qu'il était « intact ». Le dirigeant a bon espoir de le prendre dans ses filets la prochaine fois, avec un parachute de plus grande envergure. La tentative suivante devrait avoir lieu d'ici un mois environ.

Mais la mission PAZ réserve encore d'autres surprises : la mise en orbite de Microsat-2a et Microsat-2b de SpaceX (surnommés Tintin A & B par Elon Musk). Il s'agit des premières briques du réseau Starlink (une constellation de satellites en orbite basse) censé apporter Internet haut débit à l'ensemble de la population mondiale. 

Microsat-2a et Microsat-2b prenaient part au voyage

Les deux microsatellites sont identiques : ils mesurent 1,1 x 0,7 x 0,7 m pour un poids de 400 kg environ. Ils sont équipés de deux panneaux solaires de 2 x 8 m. Leur principale mission est de tester et valider le principe de fonctionnement de la constellation et de la communication avec les stations de bases au sol. Tous les détails se trouvent par ici.

S’agissant d’une charge secondaire par rapport à la mission PAZ, les deux produits SpaceX ont dû se caler sur l'orbite demandée par son client espagnol : 511 km, au lieu des 514 km dans la missive initiale de SpaceX à la FCC. Un changement « mineur » de 3 km, sans conséquence pour le reste de la mission affirme la société. Une fois les vérifications d’usage effectuées, les deux petits satellites feront route vers une altitude de 1 125 km.

First two Starlink demo satellites, called Tintin A & B, deployed and communicating to Earth stations pic.twitter.com/TfI53wHEtz

— Elon Musk (@elonmusk) 22 février 2018

Microsat-2a et Microsat-2b sont importants pour SpaceX. Ce sont les prémices de la constellation Starlink, un projet lancé en 2015 et que nous avions déjà évoqué début 2017, lors d'une importante mise à jour de son principe de fonctionnement. Pour sa part, le nom Starlink a été déposé en août dernier.

Ce nouveau projet un peu fou d’Elon Musk veut exploiter des milliers de satellites. Ils se placeront tous sur des orbites basses. Ils seront donc plus proches de la Terre, mais pas à une position fixe, contrairement aux satellites de télécommunications que l’on retrouve généralement en orbite géostationnaire à 36 000 km d'altitude.

Starlink : latence réduite, complexité augmentée

Les chiffres dévoilés dans un document envoyé à la FCC ont de quoi donner le tournis : 4 425 satellites sur pas moins de 83 orbites (de 1 110 à 1 325 km d’altitude)... mais il ne s’agit là que de la première étape.

La seconde comprend en effet 7 518 satellites, sur des orbites encore plus basses de 335 à 346 km (l’ISS se trouve aux alentours des 400 km pour rappel). Cette nuée d’engins intermédiaires serait en charge du relai des communications entre les stations de bases au sol et les satellites, et pourrait proposer un débit plus important et une latence toujours plus faible de manière plus localisée.

Le placement en orbite basse n’est pas anodin : il permet de réduire la latence. En effet, un satellite géostationnaire se trouvant à 36 000 km, la lumière met 240 ms à cette distance pour faire un aller-retour, impossible donc d’avoir une latence plus faible.

À 1 350 km (pour l’orbite la plus éloignée), ce même trajet ne dure que 9 ms, soit quasiment un rapport de 1 à 30 (proportionnel à la distance entre les différentes orbites), contre seulement 2 ms à 335 km. Un avantage très intéressant, mais assorti d’un inconvénient : le satellite n’est pas toujours à la même place, il tourne autour de la Terre comme la Station spatiale internationnale.

Afin de proposer un service de connexion à Internet, le challenge est donc de réussir à gérer et synchroniser les milliers de satellites de la constellation. Ils tournent tous autour de la Terre en deux rangées de plusieurs orbites et passent d'une station de base à une autre. Idem pour les clients qui recevront des données d'un satellite, puis d'un autre, etc.

Microsat-2a et Microsat-2b doivent permettre à SpaceX de plonger de la théorie à la pratique. Il ne s’agit évidemment que d’une première étape symbolique, mais c'est une preuve que le projet est toujours en marche.

Des inquiétudes sur les risques de collision

Selon le dernier bilan de l'UCS (Union of Concerned Scientists), la Terre comptait 1 738 satellites artificiels au 31 août 2017. Un peu plus d'un millier en orbite basse (LEO), et près de 500 en géostationnaire à 36 000 km. Autant dire que les milliers de satellites que veut ajouter SpaceX feront très rapidement grimper ce total.

Certaines voix s'élèvent d'ailleurs contre cette course à l'échalote à laquelle SpaceX n'est pas le seul à participer. Comme l'explique le MIT Technology Review, Samsung réfléchit à l'envoi de 4 600 satellites, tandis qu'une idée à 3 000 satellites trotte dans la tête de Boeing. 

Il existe des règles... mais assez souples

Même s'ils sont petits, la croissance exponentielle de leur nombre posera des problèmes à l'avenir, d'autant que les règles internationales actuelles sont relativement légères. Elles sont au nombre de cinq, expliquait le CNES fin 2017 :

• L’interdiction de générer volontairement des débris dans l’espace
• La mise en œuvre de tous les moyens possibles pour éviter l’explosion en orbite
• L’interdiction de rester plus de 25 ans en orbite basse ou rester sur l’orbite géostationnaire après la fin de mission
• La mise en œuvre de tous les moyens possibles pour éviter les collisions
•  La protection des populations au sol. Dans les cas où l’on ne peut éviter un retour au sol des débris, privilégier la désorbitation contrôlée dans une zone non peuplée

Le risque de collision prend de l'importance avec l'augmentation du nombre de satellites (en activité ou non), d'autant qu'un effet domino n'est pas à exclure (idée exploitée dans le film Gravity). Une collision dégage de nombreux débris, devenant à leur tour des projectiles pouvant détruire des satellites, etc. Il faut donc faire en sorte que l'espace ne devienne pas une poubelle 2.0.

L'enjeu est important pour SpaceX : selon des informations du Wall Street Journal reprises par The Verge, SpaceX prévoirait 40 millions de clients à son service Starlink en 2025, ce qui représenterait des revenus de 30 milliards de dollards  cette année-là ; des informations non confirmées par SpaceX.