Chercher. Il y a de fortes chances qu’un ou plusieurs satellites en orbite terrestre basse se trouvent actuellement au-dessus de vous. Quelque 5 000 satellites LEO orbitent actuellement entre 500 et 1 500 kilomètres au-dessus de la Terre, aidant à prévoir la météo, à transmettre des données et à fournir un accès Internet haut débit aux zones mal desservies.
Le lancement de ce petit vaisseau spatial est relativement peu coûteux, et d’autres sont en cours de construction.
SpaceX Lien étoile Les satellites de communication à large bande LEO sont probablement les plus connus, mais Amazone a commencé à lancer son concurrent Projet Kuiper satellites et devrait entrer en service cette année. D’autres sociétés entrent sur le marché, non seulement pour fournir un accès au haut débit, mais aussi pour construire des fusées plus petites. Ils comprennent Airbus, Groupe Arianele Société chinoise des sciences et technologies aérospatiales., et Systèmes avancés Tata.
Le marché des satellites LEO devrait passer de plus de 4 milliards de dollars américains en 2022 à près de 7 milliards de dollars en 2031selon Business Research Insights.
Bien que le marché soit en croissance, le nombre d’ingénieurs et de technologues qui comprennent les systèmes complexes ne l’est pas. C’est pourquoi, en 2021, l’IEEE a lancé le projet Low-Earth-Orbit Satellites and Systems (LEO SatS) sous la direction de Witold Kinsner. Le IEEE Fellow est professeur de génie électrique et informatique à la Université du ManitobaCanada, et ancien vice-président de Activités éducatives IEEE.
“La portée du projet n’est pas de lancer un nouveau mouvement lié à l’espace mais de coordonner et d’étendre les activités existantes”, explique Markus Gardil, coprésident de LEO SatS. Le membre senior de l’IEEE est professeur et titulaire d’une chaire de systèmes et capteurs électroniques à la Université technologique de Brandebourg Cottbus-Senftenbergen Allemagne.
“Il y a d’excellents chercheurs et éducateurs travaillant dans le domaine des satellites LEO, y compris ceux de diverses sociétés IEEE, mais ils ne communiquent pas entre eux”, explique Gardill. “Nous devons rassembler des personnes de différentes disciplines et créer un point de contact au sein de l’IEEE pour coordonner et consolider ce qui se passe sur le terrain.”
Former les technologues actuels et futurs
À ce jour, LEO SatS a organisé plusieurs ateliers et événements pour sensibiliser les ingénieurs et les étudiants aux opportunités de carrière dans ce domaine. Les dirigeants du projet cherchent également à accroître les collaborations entre les universités, l’industrie, les gouvernements et les agences spatiales.
Le groupe de travail éducation et concours LEO SatS a organisé plusieurs séminaires, désormais disponibles sur IEEE.tv. Un atelier d’introduction aux satellites tenue en 2021 couverte nanosatellites, défis en matière de sécurité des communicationset centres de données et synchronisation de l’heure.
Pendant le Semaine de l’éducation IEEE 2022le groupe a organisé une table ronde virtuelle sur l’éducation spatiale. Les panélistes ont discuté du vaisseau spatial, des applications et des cheminements de carrière.
“La portée des activités du projet n’est pas de lancer un nouveau mouvement lié à l’espace mais de coordonner et d’étendre les activités existantes.” —Markus Gardill
Présentateurs lors d’un atelier en juin sur l’utilisation Edge computing et IA à bord des satellites discuté techniques pour réseaux satellitaires massifs, analyse comparative des modèles d’apprentissage profondet les expériences qui ont eu lieu avec Edge computing sur OPS-SAT de l’Agence spatiale européenne laboratoire. Plusieurs présentateurs ont ensuite collaboré sur «Vers le Space Edge Computing et l’IA embarquée pour les téléopérations en temps réel», qui a reçu le prix du meilleur article aux éditions 2023 Conférence internationale de l’IEEE sur l’informatique cognitive et l’informatique cognitive.
Le groupe de travail développe également du matériel pédagogique sur l’industrie spatiale à l’intention des professeurs préuniversitaires et universitaires afin d’encourager les étudiants à poursuivre une carrière dans ce domaine. Le groupe est en train de créer une base de données des plans de cours pour simplifier les choses, explique Gardill.
Il dit que des plans de cours sont également en cours d’élaboration pour CubeSats, qui sont conçus de manière modulaire sur la base de l’unité de base de 10 x 10 x 10 centimètres appelée 1U. Les CubeSats sont utilisés pour enseigner la technologie aux étudiants en leur montrant comment construire et lancer eux-mêmes les petites fusées. Les chercheurs testent des CubeSats plus grands, de 3U à 6U, pour des missions commerciales. Les universités étudient la sixième génération de satellites, explique Kinsner, dont beaucoup sont placés dans la coque d’un satellite LEO.
« Ce type d’apprentissage expérientiel constitue une opportunité unique dans le domaine de l’enseignement STEM », déclare Gardill.
LEOs SatS n’a pas les yeux uniquement rivés sur le ciel. Il réalise également des avancées plus terre-à-terre, comme l’atelier qu’il a organisé en novembre sur Stations au sol LEO.
Les stations au sol sont composées d’une série d’antennes, de réseaux de communication et d’installations de traitement qui offrent des capacités de commandement et de contrôle. Les responsables du projet LEO SatS estiment qu’une plus grande coopération est nécessaire dans la conception de nouveaux types de stations au sol, déclare Gardill.
“Les satellites LEO se déplacent en permanence, vous avez donc besoin de stations au sol réparties dans le monde entier si vous souhaitez accéder à votre satellite 24h/24 et 7j/7”, explique-t-il. « Il serait très inefficace, voire irréalisable, si chaque groupe travaillant sur une mission satellite devait établir sa propre infrastructure de stations au sol. Cela présente la nécessité de travailler ensemble à l’échelle mondiale pour créer un réseau de stations au sol auquel tout le monde peut accéder.
Nouveaux réseaux terrestres-satellites
L’émergence récente de constellations de milliers de satellites LEO a non seulement permis une couverture de communication presque complète avec une faible latence, mais également de nouvelles communications optiques inter-satellites rapides, explique Kinsner.
En combinaison avec l’informatique de pointe augmentée par l’intelligence artificielle dans l’espace, dit-il, une nouvelle opportunité se profile à l’horizon pour entrelacer les réseaux terrestres traditionnels avec les nouveaux réseaux inter-satellites (terra-sat-nets) pour développer le temps réel (RT) téléopérations.
“Les compétitions extrascolaires impliquant la conception, la mise en œuvre et le déploiement de CubeSats dans divers établissements d’enseignement du monde entier ont déjà préparé de nombreux nouveaux jeunes étudiants à l’industrie spatiale et à la recherche”, explique Kinsner. “Notre initiative LEO SatS vise à développer des compétitions similaires à travers des projets de synthèse visant à développer les liens intelligents entre les réseaux terra-sat afin de faciliter les téléopérations RT.”
Normes et feuilles de route technologiques
Le groupe encourage les agences spatiales, les intérêts industriels, les gouvernements et le monde universitaire à collaborer à l’élaboration de feuilles de route technologiques et de normes techniques.
À cette fin, l’équipe IEEE LEO SatS travaille sur des livres blancs pour identifier les technologies existantes et les lacunes politiques afin de remédier au manque de lois régissant les systèmes satellitaires, explique Kinsner.
“Il est très important pour le projet IEEE LEO SatS d’élargir notre réseau”, déclare Gardill, “car nous pensons que ces systèmes satellitaires auront un impact important et constituent en même temps un grand défi.”
Pour rejoindre le projet, contactez les organisateurs via le Site Internet IEEE LEO SatS.
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