Close

Le New Space et la course à l’Internet spatial

Depuis plus d’une dizaine d’années, le « New Space[1] » bouleverse le domaine spatial, dont les capacités étaient jusqu’ici l’apanage de quelques puissances étatiques. Mouvement né aux États-Unis, le New Space regroupe des entreprises de toutes tailles, pour la plupart issues du monde du digital, qui ont pour ambition de faciliter l’accès et l’utilisation de l’espace extra-atmosphérique, et notamment la mise en place d’un Internet spatial reposant sur de nouvelles capacités satellitaires. L’utilisation de satellites pour accéder à Internet n’est cependant pas une pratique nouvelle. Certaines entreprises comme HughesNet[2] ou Viasat[3] proposent déjà ce type de service, qui reste néanmoins très couteux et limité en matière de performance[4].

L’Internet spatial

L’internet spatial existe depuis les années 1990. Avant que l’arrivée de la fibre ne fasse migrer le trafic vers les câbles terrestres et sous-marins, les satellites supportaient même l’essentiel de ce qui allait devenir Internet. Aujourd’hui, l’Internet spatial repose sur des satellites géostationnaires placés en orbite à 36 000 km de la Terre et offre un débit équivalent à l’ADSL, soit de 30 Mbit/s en réception et 6 Mbit/s en émission. S’il permet ainsi de couvrir des zones à la couverture réseau insuffisante voire nulle, il présente en revanche un temps de latence bien plus important que l’ADSL, d’entre 240 et 280 millisecondes contre 30 à 90 millisecondes pour l’ADSL.

Le renouveau de l’Internet spatial réside donc dans l’émergence des nano-satellites, ou « Cubsats », des satellites de petite taille et à bas coût, déployés en constellation de centaines voire centaines de millions, en orbite terrestre moyenne (de 2000 à 35 786 km) ou basse (entre 500 et 2000 km), pour assurer, à moindre coût, une couverture Internet sur toute la surface de la Terre avec un débit suffisamment important.

Le nombre de projets d’Internet spatial a très rapidement augmenté ces dernières années, à tel point que l’on assiste aujourd’hui à une véritable compétition entre les acteurs du New Space. Si ces projets n’en sont actuellement qu’aux premiers stades de développement, ils sont suffisamment avancés pour susciter des inquiétudes et des critiques de la part des experts du domaine spatial et du monde cybernétique.

La course à l’Internet spatial, un enjeu technologique et commercial

Aujourd’hui, deux catégories de projets d’Internet spatial peuvent être distinguées : d’une part, des projets globaux d’accès à Internet qui s’appuient sur des méga-constellations de satellites, et d’autre part des projets de moins grande ampleur qui ciblent spécifiquement le marché des objets connectés (IoT spatial). À plus long terme, ces deux catégories de projets devraient toutefois se rejoindre puisqu’elles sont basées sur les mêmes technologies (nano-satellites) et ont le même objectif (fournir un accès Internet sur toute la surface terrestre).

Le New Space ou le rêve d’une couverture Internet totale

Principalement portés par les grands acteurs du New Space, ces projets visent à offrir un accès à Internet aux zones non ou mal desservies par les infrastructures physiques terrestres, ce qui représente plus de la moitié de la population mondiale en termes d’utilisateurs potentiels. L’enjeu est donc élevé pour les acteurs du New Space et les géants du numérique, d’autant plus que ces projets se développent rapidement et devraient être testés opérationnellement dans les prochaines années.

Si de nombreuses organisations se lancent dans la conquête de l’Internet spatial, la course est aujourd’hui largement dominée par l’entreprise américaine d’Elon Musk, Space X, avec son projet Starlink. Il a pour ambition d’offrir un accès Internet depuis l’espace extra-atmosphérique, aux États-Unis et au Canada d’abord dès 2020, puis au reste du monde à partir de 2021. Pour ce faire, Space X a été autorisé par le régulateur américain des télécommunications, la Federal Communications Commission (FCC,) à mettre en orbite 12 000 de ses satellites. Space X a également demandé à l’Union internationale des télécommunications (UIT), via la FCC, la possibilité d’en déployer 30 000 autres[5]. Pour l’heure, la constellation Starlink compte plus de 450 satellites, ce qui est encore trop peu pour assurer un service minimum. La société estime qu’un nombre minimal de 800 satellites est nécessaire pour couvrir l’Amérique du Nord avec une connexion de meilleure qualité que celle proposée par les fournisseurs traditionnels d’accès à Internet (FAI) par satellites[6].

Successeur du projet WorldVu, crée en 2014 pour fournir un accès Internet haut débit aux particuliers via une constellation de 1 000 satellites, le projet OneWeb porté par l’entreprise américaine Oneweb Satellites et Airbus Defence and Space[7] est aujourd’hui le second projet d’Internet spatial le plus avancé. Projet de constellation de 600 satellites circulant sur une orbite basse, il avait pour objectif de fournir des équipements et l’accès à Internet aux zones les plus reculées et les moins bien desservies en infrastructures Internet terrestre d’ici 2022, ainsi que pour les situations d’urgence (catastrophes naturelles, interventions humanitaires[8]…).

OneWeb system architecture (image credit: OneWeb)

En 2019, le projet change d’échelle quand OneWeb demande à la FFC l’autorisation de déployer une constellation de 48 000 satellites pour fournir un service global d’accès Internet depuis l’espace à partir de 2021 [9]. Si le projet OneWeb se pose ainsi en concurrent direct de Starlink, à la fois en termes de marché et de technologie, l’entreprise n’a pour le moment placé que 74 satellites en orbite et a même fait faillite en mars 2020. La question de son rachat a suscité l’intérêt d’autres acteurs de l’Internet spatial comme Starlink lui-même mais aussi des GAFA, et notamment d’Amazon, ainsi que d’autres opérateurs de satellites traditionnels comme Eutelsat. Ce sont finalement le gouvernement britannique et l’opérateur de téléphonie indien Bharti Global Limited qui l’ont acquis en juillet de la même année, conscients du potentiel et de l’importance stratégique d’acteurs industriels comme OneWeb pour le développement des capacités spatiales d’un État, à la fois en termes de technologies et de savoir-faire[10].

Amazon s’est d’ailleurs lancé dans la course à l’Internet spatial dès 2019 avec son projet Kuiper, qui devrait rassembler plus de 3 000 satellites. Après avoir reçu le feu vert de la FCC en juillet 2020, le géant du numérique a annoncé un investissement de plus de 10 milliards de dollars pour mener à bien le projet[11]. Le réseau satellite mis en place dans le cadre du projet Kuiper devrait être notamment utilisé pour soutenir les services d’Amazon Web Services (AWS)[12]. Pour le moment, aucune date n’est envisagée pour les premiers lancements de satellites, ni pour la mise en service du réseau.

D’autres projets de méga-constellation pour un Internet spatial moins avancés mais tout aussi ambitieux peuvent être également mentionnés comme par exemple les projets de Boeing (2 400 satellites prévus), de Samsung (4 000 satellites) ou encore le projet chinois Hongyun. Ce dernier prévoit de déployer une constellation d’environ 150 satellites en 2022 qui devrait permettre l’accès à Internet des zones rurales en Chine[13].

Enfin, des initiatives s’appuyant sur d’autres technologies aérospatiales devraient venir directement concurrencer ces projets, comme par exemple l’utilisation de ballons stratosphériques gonflés à l’hélium dans le cadre du projet Loon de Google[14].

L’IoT spatial : un marché en cours de consolidation

En attendant que tous ces projets se concrétisent, les nano-satellites permettent déjà de répondre aux besoins de l’Internet des objets, qui peut s’accommoder d’un débit faible et d’une latence certaine[15]. Les nano-satellites apparaissent donc particulièrement adaptés pour répondre au besoin de suivi d’actifs, d’amélioration de la chaîne logistique et de traçabilité industrielle dans les régions peu couvertes par les réseaux terrestres[16].

Nombreuses sont les entreprises et les start-ups à avoir investi ce secteur et ce marché émergent, suivies par les opérateurs de satellites traditionnels comme Eutelsat et Telesat, ou de la communication Machine-to-Machine (M2M) comme Orbcomm, Globalstar Iridium ou Inmarsat. La plupart de ces sociétés ont confié la construction de leurs satellites à des entreprises bien établies[17] :

Exemple de start-ups spécialisées dans l’IoT spatial

Source : FRS

Le projet français Kinéis

L’opérateur français Kinéis[18], soutenu par le Centre national d’études spatiales (CNES), constitue l’un des principaux acteurs du New Space français et de l’IoT spatial. Ayant bénéficié d’une levée de fonds de 100 millions d’euros, le projet vise à mettre en orbite 25 satellites en 2022 qui serviront à connecter des objets via des liens satellitaires bas débit[19].

Cependant, il est aujourd’hui difficile de savoir si le marché de l’IoT spatial s’élèvera à la hauteur de son potentiel dans les prochaines années. En effet, si de nombreux secteurs pourraient être intéressés, comme l’industrie pharmaceutique, les transports, la logistique ou la recherche scientifique, il reste difficile d’évaluer dans quelle mesure les acteurs de l’IoT spatial pourront proposer des services adaptés aux besoins spécifiques de leurs clients et au marché même de l’IoT. Enfin, rappelons que les projets d’IoT spatial reposent sur les mêmes technologies et sur le même principe d’Internet spatial que les projets globaux portés par les grands acteurs du New Space comme Starlink ou OneWeb. À terme, les entreprises de l’IoT spatial pourraient alors par exemple :

  • Être absorbées par les grands acteurs du New Space qui souhaiteraient proposer des services d’IoT spatial à travers leur méga-constellation ;
  • Faire évoluer leurs offres vers un projet plus global d’accès à Internet.

Une compétition à hauts risques

La prolifération des nano-satellites qu’implique les projets des acteurs du New Space présente des risques pour l’accès à l’espace ainsi qu’en matière de cybersécurité, d’autant plus que le cadre réglementaire de ces capacités spatiales est encore peu contraignant et mal adapté.

Vers une saturation de l’espace extra-atmosphérique ?

Les projets d’Internet spatial et leurs constellations de centaines ou de milliers de satellites placés en orbite autour de la Terre présentent le risque d’augmenter les chances de collision entre les engins spatiaux. À titre d’exemple, l’Agence spatiale européenne a dû procéder, en septembre 2019, à une manœuvre d’évitement sur son satellite Aeolus, qui risquait d’entrer en collision avec l’un des satellites de Starlink[20].

De son côté, l’Union astronomique internationale (IAU) a dénoncé, dans un communiqué de juin 2019, les risques que présentent ces constellations pour l’observation spatiale et les recherches scientifiques[21]. Par exemple, l’IAU souligne que ces méga-constellations réfléchissent trop de lumière, et perturbent ainsi l’utilisation des télescopes d’observation.

Une exposition accrue aux cyber-attaques

Les menaces cybernétiques comptent parmi les plus sérieuses pour les capacités satellitaires[22]. Les nano-satellites reposent en effet sur des technologies à bas coût et peu réglementées, insuffisamment sécurisées, et qui présentent de nombreuses vulnérabilités. La prolifération des nano-satellites et leur fonctionnalité d’accès à Internet devrait donc amener les pirates informatiques à s’intéresser de plus au plus aux systèmes d’informations et aux équipements utilisés dans le domaine spatial. En outre, les projets de méga-constellation offrent une très large surface d’attaque aux potentielles cyberattaquants[23]. Les infrastructures spatiales font face à 4 grands types de menaces[24] : le brouillage, l’usurpation, l’interception, et le piratage des réseaux de communication.

  • Le brouillage, de la même façon qu’une attaque par déni de service, consiste à surcharger le signal, soit sur la liaison descendante entre les satellites et les récepteurs, soit sur la liaison montante entre les stations terrestres émettrices et les satellites, pour interrompre la communication ;
  • L’usurpation, ou spoofing, peut, elle aussi, être appliquée à la fois au récepteur et à l’émetteur. Il s’agit pour l’attaquant d’envoyer un signal reçu comme légitime par sa cible, sans que cette dernière ne réalise qu’elle est victime d’une attaque. On considère que c’est sans doute cette technique qu’a employée l’armée iranienne en 2011 pour capturer en drone américain.[25] Plus largement, le risque de détournement de satellites à des fins d’espionnage ou de vols de données, notamment celles issues de l’IoT, demeure un véritable sujet d’inquiétude ;
  • L’interception, c’est-à-dire l’écoute illégitime d’un signal à des fins de renseignement (eavesdropping) ou comme première étape d’une compromission des systèmes (hijacking), est aujourd’hui un moyen relativement aisé et peu coûteux de capturer un signal satellite. Il ne permet cependant pas de casser le chiffrement pour pouvoir exploiter des informations captées qui auraient été chiffrées ;
  • La compromission des réseaux de communication peut viser tant les systèmes du satellite que les stations au sol. Elle peut cibler soit la prise de contrôle cinétique du satellite, soit l’interception des données y transitant, soit encore le simple déni de service. Une attaque de ce type a le potentiel de compromettre le service de l’ensemble de la constellation correspondante.

Les risques liés à l’utilisation des satellites ont été rappelés à de nombreuses reprises par les acteurs de la cybersécurité. Trend Micro considère par exemple que les capacités satellitaires sont soumises aux mêmes vulnérabilités que les systèmes de contrôle industriel en réseau. En juillet 2019, l’OTAN a publié un rapport soulignant l’importance d’enquêter sur les vulnérabilités des satellites pour ses opérations[26].

En dépit de ces menaces, la sécurité de ces dispositifs ne semble pas encore être une priorité pour les acteurs du New Space, qui concentrent pour l’instant leurs forces sur le développement et la production à grande échelle des nano-satellites.

Un cadre réglementaire encore peu contraignant et mal adapté

Pour concilier le développement de l’internet spatial et la sécurité, l’enjeu sera de faire émerger une régulation s’appliquant aux acteurs du New Space. En effet, ces dernières sont actuellement soumises à une régulation non contraignante ou trop peu respectée[27]. Par exemple, aucune limitation sur le nombre de satellites pouvant être déployés n’est réellement prévue à ce jour, exceptée pour les satellites de télécommunications pour lesquels une demande doit être déposée auprès de l’UIT pour éviter de parasiter les fréquences satellitaires. En outre, en dehors de la France qui est le seul pays à avoir adopté une règlementation concernant les constellations, le devenir des satellites dans l’espace n’est encadré que par des codes de bonne conduite qui sont mal appliqués, notamment en l’absence d’organisme de contrôle. On considère en effet que seul un satellite sur cinq actuellement placés en orbite respecte ces principes[28]. Soulignons que ce cadre réglementaire peu contraignant pourrait contribuer, dans un contexte de prolifération des engins spatiaux, à renforcer la militarisation de l’espace, ainsi qu’à l’utilisation des capacités satellitaires à des fins malveillantes.

La réglementation est aujourd’hui mal adaptée aux projets d’Internet spatial et devrait, pour être efficace, concerner à la fois l’accès à l’espace et les exigences en matière de cybersécurité, en raison du caractère stratégique et critique de ces derniers.

 

[1] https://jeunes.cnes.fr/fr/new-space

[2] https://www.hughesnet.com/

[3] https://www.viasat.com/

[4] https://www.pwc.fr/fr/decryptages/territoires/acces-a-internet-un-enjeu-spatial.html

[5] https://www.usine-digitale.fr/article/spacex-veut-deployer-30-000-satellites-supplementaires-pour-son-projet-de-mega-constellation-starlink.N894964

[6] https://www.zdnet.fr/actualites/le-service-internet-de-spacex-se-precise-avant-sa-beta-prevue-en-aout-39904737.htm

[7] https://www.oneweb.world/

[8] https://eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/content/-/article/oneweb

[9] https://www.oneweb.world/media-center/oneweb-seeks-to-increase-satellite-constellation-up-to-48000-satellites-bringing-maximum-flexibility-to-meet-future-growth-and-demand

[10] https://www.industrie-techno.com/article/oneweb-rachete-par-le-gouvernement-britannique-et-l-operateur-telecoms-bharti.61091

[11] https://www.zdnet.fr/actualites/avec-son-projet-kuiper-amazon-se-lance-a-son-tour-dans-l-internet-satellitaire-39907521.htm

[12] https://www.zdnet.fr/actualites/internet-amazon-demande-l-autorisation-de-lancer-des-satellites-39887305.htm

[13] http://www.circleid.com/posts/20190604_hongyun_project_chinas_low_earth_orbit_broadband_internet_project/

[14] https://loon.com/

[15] https://www.frstrategie.org/publications/defense-et-industries/realite-perspectives-liot-spatial-2019

[16] http://www.lembarque.com/internet-des-objets-spatial-quels-seront-les-usages_010076

[17] https://www.frstrategie.org/publications/defense-et-industries/realite-perspectives-liot-spatial-2019

[18] https://www.kineis.com/

[19] https://www.usinenouvelle.com/article/le-new-space-tricolore-decolle.N927994

[20] https://www.lesechos.fr/industrie-services/air-defense/lagence-spatiale-europeenne-alerte-sur-le-risque-accru-de-collision-entre-satellites-1128611

[21] https://www.space.com/astronomy-group-worries-about-starlink-science-interference.html

[22] https://omc.ceis.eu/745-2-capacites-satellitaires-defi-menace-cyber/

[23] https://theconversation.com/hackers-could-shut-down-satellites-or-turn-them-into-weapons-130932

[24] https://omc.ceis.eu/745-2-capacites-satellitaires-defi-menace-cyber/

[25] Ibid.

[26] https://www.objetconnecte.com/satellites-iot-cybersecurite/

[27] https://www.lci.fr/sciences/4000-satellites-en-orbite-comment-eviter-les-bouchons-et-les-accidents-dans-la-banlieue-proche-de-la-terre-cnes-one-web-cubesats-2116253.html

[28] https://www.lci.fr/sciences/4000-satellites-en-orbite-comment-eviter-les-bouchons-et-les-accidents-dans-la-banlieue-proche-de-la-terre-cnes-one-web-cubesats-2116253.html