Plusieurs centaines ont été mis en orbite. Ils pèsent moins d’un kilo et sont par conséquent les plus petits satellites du monde. Nouveau modèle d’infrastructure spatiale ? Outil de démocratisation de l’orbite. Danger majeur pour la sécurité ? On fait le point.
Suivant celle des composants électroniques, la miniaturisation des satellites est en train de bouleverser l’écosystème. L’arrivée du concept de cubesat a accéléré le processus, avec pour unité de volume (1U) un cube de 10 cm de côté, si bien qu’aujourd’hui on peut réaliser le même travail que Spoutnik (1957, 83 kg) avec un picosatellite de 400 grammes ! Telle est la définition d’un picosat : une masse de moins d’un kilo.
Le satellite de poche
L’arrivée des picosatellites a timidement commencé avec des premières missions en 2013, portées par des universités américaines. Les premiers picosats suivent d’ailleurs le même standard de design, avec pour unité de volume le PocketCube (cube de poche), à savoir un cube de 5cm de côté (1P), et pesant moins de 250 grammes. Ce concept a d’ailleurs pour père le professeur Bob Twiggs de la Morehead State University, co-parent du cubesat !
L’usage de si petits satellites ouvrirait-il une nouvelle voie de la démocratisation de l’orbite dans le sillage des cubesats ? Depuis 2003, plus de 2000 cubesats ont été envoyés dans l’espace, certains pouvant servir pendant des années. Le format PocketCube serait-il ou nouveau moyen d’accès à l’orbite bon marché ? Depuis 2013, on en a envoyé près de 70. La plupart d’entre eux sont des projets universitaires ou étudiants (comme le tout premier satellite du Népal Sanosat-1), pour tester diverses technologies en orbite.
Certaines compagnies se sont spécialisées dans la construction de PocketCube, comme Fossa (Espagne) et Alba Orbital (Royaume-Uni), qui ont chacun développé une vingtaine de picosats. Il ne faut toutefois pas s’y méprendre, le budget d’un picosat PocketCube n’est pas radicalement différent de celui d’un cubesat car ce changement de dimension n’altère pas vraiment les besoins en équipes et infrastructures nécessaires au projet.
Crédits : Alba Orbital
Un essaim pour connecter les objets
Près de 200 des picosatellites mis en orbite appartiennent à une seule compagnie : Swarm Technologies, fondée aux Etats-Unis en 2016. L’entreprise pilote ses SpaceBEEs, de taille correspondant à 0.25U et pesant près de 400 grammes. Leur mise en orbite a débuté en 2018.
Le but de la constellation est de faire de la communication IoT (internet des objets) avec différents objets au sol dans différents domaines, ce qui a capté l’intérêt de SpaceX. En 2021, le nouveau géant spatial a intégralement racheté Swarm Technologies, dont licences et brevets, pour plus d’un demi-milliard de dollars, une acquisition exceptionnelle étant donné la philosophie bien connue de SpaceX de tout faire en interne.
Même après le rachat par SpaceX, qui fournit également son service de communication en orbite basse avec sa mégaconstellation satellite Starlink, Swarm Technologies continue d’opérer et de déployer ses SpaceBEEs. Ce service à faible coût sert notamment de ballon d’essai pour tous ceux qui souhaitent pouvoir stocker et traiter des données en orbite, face aux difficultés de faire redescendre des Téraoctets de data chaque jour.
Sous-satellites : une dualité certaine
On les place dans un satellite-mère, qui après sa mise en orbite, les déploie dans l’espace. La première expérience de ce genre a été développée par la Cornell University (New York) avec le projet KickSat : un cubesat 3U déployant des dizaines de sous-satellites extrêmement petits nommé Sprites. Ce sont même des femtosatellites : un Sprite pèse 5 grammes, et est constitué d’une plaque de circuit imprimé avec une cellule photovoltaïque, un capteur et une antenne pour transmettre ses données à des équipes d’étudiants ou d’universitaires.
Déjà en 2011, la mission STS-134 de la Navette spatiale en avait embarqué quelques-uns pour les tester dans l’ISS. En 2014, la mission KickSat-1 échoue au déploiement des Sprites mais KickSat-2 y parvient en 2018 : 105 femtosatellites sont déployés à 300 km l’altitude, et émettent avant de descendre dans l’atmosphère au bout de quelques jours.
Autre projet utilisant des sous-satellites au format picosat : Andesite (2020), de l’université de Boston, dont le but est de prélever des mesures de phénomènes plasma d’aurores polaires depuis plusieurs points chacun séparés de plusieurs centaines de mètres. Pour se faire, 8 picosats ont été déployé du satellite-mère, lui-même un cubesat 6U.
Ces missions relèvent d’un intérêt stratégique, surtout dans un contexte « d’arsenalisation » de l’espace. Déjà en 2023, l’exercice de guerre spatiale du Commandement français de l’Espace a fait appel à un scénario où un satellite ennemi se rapprocherait d’un satellite militaire, pour déployer à proximité des sous-satellites à des fins de brouillage. Si déjà un petit satellite est difficile à voir, comment réagir en temps réel face à l’attaque d’essaim de picosatellites ennemis ?
Définitivement trop petits ?
Les missions KickSat ou Andesite ont été autorisées par la FCC (commission fédérale américaines de communications) avec des licences expérimentales, autorisant seulement un déploiement à très basse altitude pour s’assurer que les picosats ne restent pas trop longtemps en orbite. Mais les premiers picosatellites ont eu du mal à voler avec autorisation.
De peur qu’on ne puisse pas les repérer, les premiers picosats SpaceBEE ont été déployés sans autorisation de la FCC, qui a imposé à Swarm Technologies une amende de 900 000 $. Depuis, la compagnie a lié un partenariat avec LeoLabs, entreprise spécialisée dans la surveillance du ciel, de sorte à ne pas les perdre de vue.
Qu’en est-il de leur avenir ? Les experts en débris spatiaux des agences spatiales sont vent debout contre les picosatellites. Face à l’augmentation exponentielle de débris spatiaux, les règlementations commencent à se renforcer. Sera-t-il autorisé de faire voler un picosat presque invisible et sans moyen d’éviter une éventuelle collision ? Car même avec un objet de cette taille, tout choc peut être fatal, et générera de nombreux débris.
Censée voir le jour d’ici l’année prochaine, la nouvelle Loi française des Opérations Spatiales semble prendre la voie d’une réglementation à la carte pour les petits satellites. Mais face au besoin d’un espace durable et responsable, les picosats passeront-ils à travers du futur cadre légal ?
