Le traitement en orbite permet aux petits satellites de transmettre de grandes quantités de données
Le nombre de satellites qui observent notre planète depuis l’espace ne cesse d’augmenter, et les volumes de données qu’ils produisent suivent la même tendance. Mais rapatrier ces données au sol reste compliqué. La liaison descendante entre les satellites et la Terre est un goulet d’étranglement, car la bande passante radio est limitée. Les stations au sol capables de recevoir les données sont peu nombreuses et ne peuvent communiquer avec les satellites que lorsque ceux-ci passent à leur portée. Le coût constitue un autre obstacle majeur, en effet pour les missions faisant appel à de petits satellites, installer une nouvelle station au sol revient extrêmement cher, ce qui freine la croissance de l’écosystème des services spatiaux.
Réduire les volumes de données pour étendre la couverture
Une solution consiste à limiter le volume des données à télécharger. «SOPHOS propose de traiter davantage de données directement dans l’espace», explique Maike Taddiken, responsable du projet chez DSI Aerospace(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et coordinatrice de SOPHOS. Dirigé par DSI Aerospace, un consortium de partenaires industriels et universitaires européens a conçu et développé, dans le cadre de SOPHOS, des technologies permettant de compresser les données et de reconstituer les images à bord des satellites, à l’aide d’un module de traitement haute performance, d’algorithmes optimisés et d’un système de stockage fiable. «Le système réduit le volume des données à transmettre et permet ainsi de mieux exploiter la capacité limitée des liaisons descendantes», précise Maike Taddiken. Cette solution est particulièrement utile pour les applications gourmandes en données, comme le radar à synthèse d’ouverture (SAR), une technique d’observation de la Terre (OT) à haute résolution qui génère d’importants volumes de données brutes. En miniaturisant les modules matériels haute performance et en adaptant les algorithmes de traitement SAR aux contraintes des satellites, dont les capacités de calcul et les réserves d’énergie sont souvent limitées, cette technologie allège la charge des liaisons descendantes. Les données les plus pertinentes peuvent ainsi être transmises plus rapidement. «Cette avancée est particulièrement importante pour le secteur commercial des petits satellites, en plein essor, mais aussi pour des applications telles que l’évaluation des dégâts et la coordination des interventions en cas de catastrophe», souligne Maike Taddiken.
De nouveaux équipements et logiciels
Les avancées matérielles et logicielles de SOPHOS ont été testées sur un démonstrateur au sol développé dans le cadre du projet. Sur le plan matériel, SOPHOS s’est concentré sur deux modules essentiels des satellites. Le partenaire Unibap(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a participé au développement du module de traitement de la charge utile (PPM), tandis que DSI Aerospace a mis au point un nouveau module de mémoire de masse (MMM) résistant aux rayonnements. Une liaison Ethernet haut débit permet de traiter les images et les données en temps réel ou en différé, ou de transmettre les données brutes au segment sol. Selon Maike Taddiken, les deux modules ont été conçus pour respecter les contraintes de format des petits satellites (SmallSat), de plus en plus utilisés pour les missions commerciales et les constellations. Parallèlement, les partenaires de SOPHOS du DLR Microwaves and Radar Institute(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ont développé de nouveaux algorithmes de reconstitution des images SAR et de compression des données brutes. Des chercheurs de l’université de Lübeck(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Allemagne, les ont ensuite optimisés afin d’améliorer les performances du système et son débit de données. En Grèce, le partenaire de SOPHOS TELETEL a développé des Équipements de soutien électrique au sol(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (EGSE), faciles à déployer et destinés aux opérations précédant le lancement.
Renforcer les capacités européennes d’observation de la Terre
En augmentant la capacité des liaisons avec les observatoires en orbite, SOPHOS entend renforcer la compétitivité de l’Europe dans le domaine de l’observation de la Terre depuis l’espace. La technologie standard développée dans le cadre du projet constitue une solution évolutive, adaptable aux futures missions en orbite terrestre basse. Achevé début 2026, le projet commence déjà à porter ses fruits. «Les technologies SOPHOS sont déjà embarquées sur plusieurs satellites en orbite. Les partenaires poursuivront le développement des résultats du projet, chacun de leur côté ou dans le cadre de différentes collaborations», conclut Maike Taddiken.
