Les satellites

Les premiers satellites étaient des machines relativement petites qui accomplissaient des tâches rudimentaires ou dotés d’une certaine capacité. Au début de l’exploration spatiale, la conception et la construction d’un satellite étaient une entreprise coûteuse et de longue haleine. Le lancement du satellite dans l’espace est une autre étape coûteuse du déploiement d’un satellite. Au fur et à mesure que les ingénieurs acquéraient de l’expertise dans la conception et le lancement de satellites, ces machines ont gagné en taille et en complexité. Les ingénieurs ont conçu des satellites volumineux pesant des milliers de kilogrammes pour transporter plusieurs instruments, dont beaucoup sont encore dans l’espace aujourd’hui.

Le paradigme de la construction d’un grand objet a évolué vers la construction de nombreux petits objets pour accomplir la même mission. Ces petits satellites accomplissent la même mission en collaboration, formant des réseaux connus sous le nom de constellations. Le concept d’exploitation de constellations de satellites n’est pas particulièrement nouveau – des projets ambitieux datant des années 1980 visaient à exploiter des dizaines de satellites pour offrir des services de télécommunications mondiaux. Les constellations de satellites sont souvent conçues pour assurer une couverture régionale de base, avec la possibilité d’élargir ultérieurement la portée du service. Par exemple, le système satellitaire japonais Quasi-Zénith utilise une constellation de quatre satellites qui fonctionnent de concert pour fournir des services de navigation dans la région Asie-Pacifique. Cette constellation devrait s’étendre à sept satellites d’ici 2024. Le principe de l’utilisation concertée de plusieurs satellites s’est popularisé au fil du temps.

L’effondrement des coûts de fabrication et de lancement des satellites a facilité la conception de modèles plus exotiques comprenant des milliers de satellites, appelés méga-constellations. L’exploitation coordonnée de centaines ou de milliers de satellites dans le cadre d’une méga-constellation offre des avantages indéniables. Les méga-constellations peuvent s’étendre à des milliers de satellites en LEO (orbite terrestre basse). Les satellites en LEO ont de petits champs de vision, ce qui signifie qu’ils ne peuvent desservir qu’une petite partie de la surface de la Terre à la fois. L’ajout d’un autre satellite, ou de plusieurs satellites, augmente la zone de desserte en élargissant le champ de vision. Les méga-constellations poussent ce principe à l’extrême, en reliant les champs de vision de milliers de satellites individuels pour créer un tapis de couverture. La coordination et le positionnement précis des satellites permettent au réseau d’envoyer des signaux à n’importe quel point de la Terre et à n’importe quel moment.

Le fait d’opérer en LEO offre bien d’autres avantages. Les méga-constellations en orbite à des altitudes relativement basses peuvent envoyer et recevoir des signaux du sol plus rapidement que celles qui sont plus éloignées de la surface de la Terre. Comme le signal n’a pas besoin de voyager aussi loin, les méga-constellations en LEO réduisent le temps dit de « transit » entre les stations terrestres et les terminaux satellitaires, appelé « temps de latence ». Cela favorise des communications plus rapides avec moins de décalage. Les méga-constellations à faible latence peuvent aider les organisations à devenir plus efficaces et productives lors de la transition vers les technologies 5G.

Plus la distance entre un satellite et la Terre est grande, plus le satellite a besoin d’énergie embarquée pour envoyer un signal de l’espace vers la Terre. La réduction de la distance entre les satellites et les stations terrestres permet également de minimiser la quantité d’énergie embarquée nécessaire à la production de signal. Cela contribue à réduire la taille du satellite et souvent le prix de sa fabrication. Ainsi, bien que les méga-constellations nécessitent des centaines, voire des milliers de satellites pour assurer une couverture mondiale, ces satellites reviennent généralement moins chers à l’unité. Cela permet aux propriétaires des satellites de stocker des satellites de remplacement au cas où l’un d’entre eux n’atteindrait pas l’orbite ou se rompait une fois dans l’espace.

La tendance baissière générale du prix des satellites et la chute des coûts de lancement a permis d’aller au-delà des méga-constellations. La réduction des coûts de fabrication et de mise en orbite d’un satellite a ouvert la voie à de nouveaux acteurs, en particulier ceux qui auraient pu être exclus de la participation au développement de systèmes satellitaires sur la seule base du prix. L’espace n’est donc plus réservé aux seuls pays à revenus élevés ; ceux à revenus faibles ou intermédiaires (PRFI) peuvent désormais s’approprier l’ensemble du cycle de développement d’un satellite, depuis la conception de la mission, la fabrication du satellite, les essais et la validation, jusqu’à l’exploitation. Des coûts relativement faibles permettent également aux opérateurs de satellites potentiels d’entreprendre des missions qui n’auraient peut-être pas été financièrement intéressantes pour de grandes sociétés ou pour des sociétés étrangères n’ayant pas les mêmes motivations sociétales.

Outre les milliers de satellites opérationnels, il existe des millions de déchets spatiaux. Les débris orbitaux sont essentiellement des objets en orbite qui ne fonctionnent pas. Il s’agit des satellites non fonctionnels et les fragments de boulons explosés utilisés pour séparer les engins spatiaux des propulseurs de fusée. Les nuages de débris sont générés lorsque deux objets spatiaux entrent en collision, que la collision soit accidentelle ou intentionnelle. Même de très petits débris restent dangereux : des débris d’un centimètre seulement peuvent être mortels en cas de collision avec des satellites opérationnels. Certaines régions de l’espace sont plus menacées que d’autres, en raison de la densité des débris ou des possibilités éventuelles de formation de débris.

Un mouvement se dessine pour réduire la quantité de débris créés par les activités spatiales et pour retirer les objets abandonnés existants. L’accent mis sur la durabilité de l’espace est de bon augure pour l’avenir. Néanmoins, l’état actuel de l’environnement orbital présente des risques élevés de débris. L’augmentation de la population des débris au fil du temps a imposé aux nouveaux États spatiaux des risques auxquels les acteurs spatiaux établis n’ont pas été confrontés. En outre, la plupart des débris les plus dangereux proviennent des nations spatiales les mieux établies actuellement.

De nombreux citoyens vivant dans des « déserts » numériques sont désormais en mesure de contourner les méthodes de connexion traditionnelles et de bénéficier d’une connexion satellitaire. L’amélioration de la connexion à l’Internet offre aux citoyens une nouvelle possibilité de bénéficier des services publics et de participer au discours politique. L’accès à l’Internet peut être étendu sans nécessiter des projets d’infrastructure locaux onéreux et intensifs.

Les données et services satellitaires ont des applications agricoles qui vont au-delà de la surveillance des cultures et de l’optimisation des ressources. Les petits exploitants agricoles, en particulier dans les pays à faible revenu sans infrastructure bancaire établie, sont souvent exclus des marchés financiers traditionnels qui ne fournissent que du crédit et non de l’épargne, des prêts ou d’autres services. Les femmes sont également frappées de manière disproportionnée par l’exclusion financière. Des prêteurs innovants comme Harvesting Farmers Network utilisent les technologies satellitaires et la télédétection pour combler ces lacunes et s’adresser aux producteurs agricoles mal desservis. Les données d’observation de la Terre peuvent être utilisées pour évaluer la productivité agricole, ce qui permet aux prêteurs de ne plus exiger de traces écrites ou d’autres documents et de réduire les obstacles à l’accès aux marchés financiers.

L’accès aux services bancaires grâce à la connexion satellitaire s’adresse à d’autres populations que les petits producteurs agricoles. La connexion par satellite permet aux populations géographiquement isolées d’utiliser les services financiers. Les satellites aident les populations non desservies ou mal desservies de l’Afrique subsaharienne à accéder aux services bancaires, tandis que le Mexique s’est associé à des fournisseurs commerciaux d’accès à l’Internet par satellite pour atteindre des objectifs similaires en matière d’inclusion financière numérique.

Les satellites peuvent être des systèmes coûteux, mais l’accès aux services et aux données par satellite ne doit pas représenter une dépense financière prohibitive. Les opérateurs de satellites mettent parfois les données collectées par leurs systèmes à la disposition du public. Cette pratique est courante au sein des gouvernements et de l’industrie – la United States’ National Aeronautics and Space Administration (NASA) fournit une variété de jeux de données gratuits pour soutenir une culture scientifique ouverte et collaborative dans le monde entier. Les acteurs de l’industrie satellitaire ont une approche légèrement différente des données ouvertes. Certaines entités commerciales, comme Maxar, fournissent depuis longtemps des données gratuites et ouvertes en temps de crise ou après des catastrophes, afin de contribuer aux interventions humanitaires.

Le partage ouvert des données satellitaires au-delà des frontières permet aux chercheurs de constituer des équipes diversifiées pour s’attaquer aux problèmes de santé publique. Pourtant, il existe encore des possibilités de mieux utiliser les données satellitaires. Il est possible d’améliorer à la fois la collecte des données de télédétection et la manière dont nous utilisons ces données satellitaires. Il est important que les utilisateurs finaux comprennent les effets du prétraitement des données, car le prétraitement peut à la fois faciliter et entraver les analyses. Différentes techniques peuvent avoir un impact sur l’utilité des données satellitaires, en rationalisant parfois le processus analytique et en éliminant le besoin d’une expertise interne. D’autre part, le fait de recevoir des données prétraitées pourrait limiter la complexité de l’analyse finale. Lorsqu’elles sont disponibles, les données brutes peuvent être la meilleure option si une organisation dispose de la capacité technique et du temps pour traiter les données. Il est donc important d’utiliser des images et des données de télédétection qui correspondent à la fois à l’objectif et à l’expertise technique de l’organisation.

De plus en plus de pays participent au développement de la technologie satellitaire ou utilisent les données satellitaires, y compris les pays du Sud. Nombre de ces gouvernements collaborent ou s’associent avec des acteurs industriels établis ou d’autres nations spatiales plus avancées. En développant leurs capacités locales, les PRFI élargissent également leur potentiel d’approfondissement de la coopération sud-sud. En outre, les pays du Sud peuvent s’opposer aux narratives colonialistes en investissant dans les systèmes satellitaires et spatiaux. Les États ayant un passé colonial peuvent dépasser les attentes selon lesquelles ils devraient fonder leur économie sur l’extraction de ressources naturelles ou d’autres produits rudimentaires en fournissant des actifs hautement techniques tels que des satellites à l’échelle mondiale.

La mise en place d’une connexion par satellite n’est pas aussi simple que la mise en marche d’un appareil – les diffuseurs doivent recevoir des autorisations et des licences spécifiques de la part du gouvernement d’un pays pour pouvoir diffuser la connexion sur son territoire. Des procédures bureaucratiques gouvernementales bien intentionnées mais onéreuses peuvent retarder le moment où une population pourrait commencer à bénéficier de la connexion par satellite. Dans d’autres cas, des intérêts politiques peuvent empêcher les opérateurs de satellites de desservir une population dans le but de contrôler l’accès de ces citoyens à l’information ou aux campagnes de l’opposition.

Même avec une licence complète pour opérer dans un pays, les signaux satellitaires restent vulnérables aux interférences. Les signaux sont sensibles aux interférences politiques et physiques. Les gouvernements pourraient décider de révoquer les licences, ce qui mettrait fin à la capacité d’un opérateur de satellite à fournir légalement des services de connexion à l’intérieur des frontières d’un pays, avec peu ou pas d’avertissement. Les formalités administratives qu’un fournisseur de services doit accomplir pour obtenir une licence sont souvent plus lourdes que la procédure permettant à un gouvernement de révoquer le droit de diffusion de signaux d’un fournisseur de connexion par satellite. Il existe peu de bonnes pratiques ou de lignes directrices exemplaires sur ce qui constitue un motif de révocation d’une licence, de sorte que chaque État constitue un cas unique. Il n’est pas certain que de nombreux États aient fait des progrès majeurs pour comprendre pourquoi et dans quelles circonstances un fournisseur de services par satellite perdrait sa licence d’exploitation.

Tout comme un gouvernement peut révoquer une licence, une société commerciale peut cesser de fournir des services par satellite. La société civile doit donc se garder de devenir trop dépendante d’un seul fournisseur, de peur que celui-ci ne décide d’interrompre ses services. Un fournisseur peut cesser de servir un pays pour de nombreuses raisons, y compris pour des difficultés financières ou des motivations politiques. Par exemple, la connexion Starlink a été réduite, voire totalement interrompue en Ukraine pendant la guerre en cours.

Les acteurs de la société civile qui souhaitent travailler avec d’autres entités dans le cadre de projets satellitaires doivent également veiller à ne pas devenir excessivement dépendants de partenaires qui exercent une influence prépondérante sur le projet. Les incitations qui motivent le transfert de technologie et le partage d’expertise ne sont pas toujours alignées entre les partenaires. Les problèmes d’alignement peuvent provoquer des frictions et affecter les avantages d’un projet. Ce risque est également susceptible de peser dans les rapports entre États.

Entre de mauvaises mains, les données satellitaires pourraient être utilisées à des fins malveillantes. Les données de localisation, les cartes ou les registres indiquant à quel moment un appareil a transmis un signal à un satellite pourraient être utilisés par des acteurs malveillants pour porter atteinte à la vie privée d’une personne. Les fournisseurs de connexion par satellite peuvent vendre les données des utilisateurs, mais certains types de données sensibles pourraient être obtenus par des tiers disposant de techniques de collecte sophistiquées. Peu de pays ont mis en place des réglementations nationales solides pour limiter les effets négatifs de la surveillance électronique de la connexion par satellite.

Même avec les risques de dépendance excessive qui en découlent, des partenariats avec des entités commerciales ou des États étrangers peuvent s’avérer nécessaires en raison du coût élevé du développement et du lancement des satellites. Si les progrès réalisés en matière de fabrication et de lancement ont permis de réduire les coûts de déploiement et d’exploitation d’un satellite, les systèmes adaptés constituent encore un coût prohibitif. Cela est d’autant plus important que les États ont une marge de manœuvre fiscale limitée et l’obligation de traiter d’autres questions sociales.

Les États qui font un effort concerté pour développer une industrie des satellites ou pour fournir à leurs citoyens des services satellitaires soutenus par l’État pourraient également être confrontés à des difficultés pour conserver les capacités techniques. Il est difficile pour les pays à revenu faible et intermédiaire de garder des ingénieurs bien formés et d’autres professionnels engagés dans les questions nationales relatives aux satellites. Ces problèmes se posent encore avec acuité lorsque les citoyens sont dépendants de partenaires étrangers et ne voient pas d’issues vers la croissance et la productivité dans leur pays. Ce problème est également exacerbé par le fait que les salaires du gouvernement ne peuvent espérer égaler les salaires du secteur privé pour les experts en technologie. En l’absence de talents nationaux, les États risquent de ne pas pouvoir défendre leurs intérêts dans les négociations sur les services techniques et dans les fora multilatéraux sur la gouvernance de l’espace et l’établissement de normes.

De nouveaux paradigmes tels que les méga-constellations menacent la capacité des générations futures à bénéficier des technologies en orbite terrestre. Ce risque de surpeuplement orbital est similaire aux principes de durabilité environnementale terrestres. Les orbites terrestres peuvent être massives en termes de volume total, mais les orbites restent des ressources limitées. La frontière entre la maximisation de l’utilisation des orbites terrestres et le lancement de tant d’objets est si mince qu’aucun satellite ne peut fonctionner en toute sécurité. Ce problème de surpeuplement concerne l’ensemble de l’humanité, mais il est particulièrement aigu pour les États émergents ou aspirant à l’espace, qui peuvent être contraints d’opérer dans un environnement à haut risque, après avoir manqué l’occasion de faire leurs premiers pas dans l’espace à une époque relativement plus sûre. Une telle situation a des effets secondaires : les États qui ne sont pas en mesure de commencer leurs activités spatiales en toute sécurité sont également moins susceptibles d’être en mesure de démontrer et de renforcer les attentes normatives en matière de comportements responsables. La participation aux processus multilatéraux actuels de gouvernance de l’espace est d’autant plus difficile que les capacités spatiales n’ont pas été démontrées.

Il existe peu de règles mondiales en faveur d’une utilisation durable et équitable de l’espace. Certains États ont récemment adopté des réglementations plus strictes sur l’utilisation de l’espace par les entreprises, mais il est peu probable que les efforts non coordonnés de quelques États garantissent l’accès de l’humanité à un environnement orbital à faible risque pour les générations à venir. La réalisation de ces objectifs de durabilité de l’espace relève d’une entreprise mondiale qui nécessite une coopération multilatérale.

Inscription sur les listes électorales au Vanuatu

Le Programme des Nations unies pour le développement (PNUD) et le Centre satellitaire des Nations unies (UNOSAT) se sont associés dans le cadre d’une initiative visant à aider le Vanuatu à inscrire les électeurs sur les listes électorales en vue des élections provinciales de 2021. L’UNOSAT a utilisé des données satellitaires pour développer le premier jeu de données complet représentant tous les villages de l’archipel. Ces données ont été utilisées de concert avec les mesures de la participation électorale pour quantifier l’impact de l’emplacement des bureaux de vote. Des données satellitaires ont été utilisées pour localiser les populations difficiles d’accès et maximiser la participation des électeurs. L’utilisation des données satellitaires a permis de rationaliser les activités électorales et de réduire la charge de travail des agents électoraux, qui ont ainsi pu se concentrer sur d’autres aspects des élections.

Partenariats pour la fourniture d’images au service de la paix

La capacité des satellites à faire des prises de vue aériennes est particulièrement précieuse pour documenter les violations des droits de l’homme dans les États qui restreignent l’accès des militants et des inspecteurs. Un récent partenariat entre Human Rights Watch et Planet, une société américaine qui exploite des satellites d’observation de la Terre, permet aux groupes d’activistes de demander des comptes aux dirigeants nationaux. C’est dans ce cadre que Human Rights Watch a analysé des images satellitaires du Myanmar fournies par Planet pour confirmer l’incendie de villages ethniquement Rohingyas. La collecte fréquente d’images satellitaires a montré que plusieurs dizaines de villages ont été brûlés, ce qui contredit les déclarations officielles des dirigeants du Myanmar selon lesquelles les opérations de déminage parrainées par l’État avaient pris fin. Les militants ont utilisé cette vérité révélée pour appeler à une cessation urgente de la violence et soutenir l’acheminement de l’aide humanitaire.

Télévision satellitaire

Les satellites permettent de nombreuses formes de communication de masse, y compris la télévision. Si la télévision reste un divertissement ou un luxe dans de nombreux endroits du monde, elle est aussi un outil puissant pour façonner le discours politique. Les télévisions satellitaires peuvent fournir aux citoyens des émissions du monde entier, élargissant ainsi les horizons au-delà des émissions locales. Les télévisions satellitaires sont apparues en Inde en 1991, après des années de mainmise de l’État sur les médias audiovisuels. D’une part, le format de réception de l’Internet par satellite était un indicateur de modernité, tandis que d’autre part, les programmes qu’il offrait sont devenus un phénomène sociétal. Les télévisions satellitaires ont apporté plus de 300 nouvelles chaînes en Inde, favorisant l’engagement culturel et soutenant la manière dont les citoyens envisageaient de s’engager les uns avec les autres et avec l’État. Cela a été particulièrement libérateur dans le contexte post-colonial, car la société indienne contrôlait désormais ses médias et présentait des considérations sur l’identité sociale grâce à la télévision satellitaire.

Le travail écologique de Servir
Dans le cadre du programme Servir, une initiative de collaboration menée par l’Agence américaine pour le développement international et la National Aeronautics and Space Administration, des agences gouvernementales américaines s’associent à des organisations locales dans les régions concernées afin d’utiliser des données satellitaires pour concevoir des solutions permettant de relever les défis environnementaux dans le monde entier. Parmi ses nombreuses contributions, l’équipe de Servir travaille de concert avec des partenaires au Pérou et au Brésil pour utiliser des données satellitaires et géospatiales dans l’élaboration de cartes précises afin d’éclairer les décisions en matière de politiques agricoles et environnementales. Ce travail soutient les efforts des parties prenantes pour comprendre l’interface complexe entre la productivité agricole et la durabilité environnementale. Les résultats sont utilisés pour concevoir des politiques incitatives qui favorisent la culture durable du cacao et de l’huile de palme. Les acteurs locaux, y compris les communautés agricoles, peuvent utiliser les données obtenues par satellite pour optimiser l’utilisation de leurs terres.

Coopération Sud-Sud en matière de surveillance de l’agriculture

Les satellites sont des outils inestimables pour le développement de l’agriculture. Le programme CropWatch, lancé par l’Académie chinoise des sciences, vise à fournir aux pays à faible revenu un accès aux données collectées par les satellites et une formation à l’utilisation de ces données pour répondre à leurs besoins spécifiques. Le programme CropWatch soutient la surveillance de l’agriculture et permet aux États de mieux se préparer aux problèmes de sécurité alimentaire. Les États ont pu s’engager les uns avec les autres par le biais de vastes programmes de formation, ce qui a permis une collaboration Sud-Sud sur des questions communes. Les données collectées par CropWatch peuvent être adaptées aux besoins locaux.

L’utilisation clandestine de l’Internet par satellite a permis aux manifestants iraniens d’accéder à l’Internet par d’autres moyens. Le gouvernement iranien exerce un contrôle étroit sur les méthodes traditionnelles d’accès à l’Internet afin d’étouffer les protestations et l’activisme civils. Ces méthodes de contrôle ou de limitation de la liberté d’expression, de l’activisme démocratique et de l’organisation civile ne sont pas encore efficaces pour limiter l’accès des citoyens à l’Internet par satellite, fourni par des services tels que Starlink. Le gouvernement iranien exerce encore un certain contrôle sur l’Internet par satellite dans le pays – les terminaux des stations terrestres doivent être introduits clandestinement dans les frontières pour fournir un service aux activistes.

Les satellites du projet Amnesty Decode Darfur

Les satellites aident à confirmer les vérités au sol. Amnesty International utilise depuis longtemps l’imagerie satellitaire pour produire des preuves crédibles d’atteintes aux droits de l’homme. Ce projet a fait appel à des volontaires numériques pour cartographier le Darfour et identifier les populations potentiellement vulnérables. La phase suivante du projet a consisté à comparer les images satellite des mêmes lieux, prises à des moments différents, afin d’identifier les preuves des attaques menées par le gouvernement soudanais et les forces de sécurité qui y sont associées. Amnesty maintient sa propre équipe interne d’analyse d’images satellitaires pour corroborer les témoignages de violence sur le terrain, mais ce projet a montré que même l’analyse bénévole amateur d’images satellitaires peut être un moyen viable d’enquêter sur les violations des droits de l’homme et d’obliger les États à rendre compte de leurs actes.