La recherche spatiale vise à assurer que les compétences scientifiques et technologiques nécessaires dans le domaine opérationnel de l’espace – ou dans le cadre d’alternatives potentielles – soient développées avec une effort sur les besoins et les capacités, maintenues et étendues. Cette activité inclut des applications dans le domaine de la perception de la situation dans l’espace, de la navigation de précision, de la recherche de renseignements et de la communication. Une attention particulière est accordée à la vue d‘ensemble de l’espace, le but étant de tenir lieu d’office central pour tout ce qui a trait au spatial ainsi que d’agréger les résultats d’une multitude de programmes et d’activités pour dégager une vue d’ensemble de cette sphère d’opération.
L’utilisation de l’espace à des fins civiles et militaires joue un rôle toujours plus important. Le développement des possibilités technologiques, la numérisation d’une grande variété de composants et la miniaturisation qui en découle s’accélérant sans cesse, les systèmes (satellites) et applications (services) basés dans l’espace n’ont jamais été aussi cruciaux. La mise en réseau croissante de la société fait figurer les satellites parmi les infrastructures critiques de nombreux États, puisqu’une multitude de processus dépendent désormais de capacités basées dans l’espace. Les conflits actuels se produisent non seulement au sol et dans les airs, mais aussi dans l’espace électromagnétique, dans le cyberespace et dans l’espace exoatmosphérique qui nous intéresse.
Les systèmes basés dans l’espace sont d’ores et déjà essentiels dans une multitude de domaines pour l’Armée suisse. Pour accomplir ses missions, l’armée est tributaire de prestations dans l’espace qui contribuent notamment à la recherche de renseignements, à l’aide à la conduite, à la navigation de précision et à la synchronisation de ses systèmes. Un tableau de la situation spatiale est par ailleurs indispensable pour protéger suffisamment les missions militaires contre la reconnaissance depuis l’espace. Le développement ou l’acquisition de compétences dans ce domaine requiert par conséquent une vaste expertise technique et scientifique : c’est là qu’intervient le programme de recherche spatiale avec ses études, démonstrateurs et essais. En parallèle, la création de partenariats à l’échelle nationale est un facteur important d’accès aux compétences techniques et méthodologiques. Les systèmes satellitaires et les applications spatiales se distinguent par leur grande complexité ; ils requièrent donc une compréhension globale des missions et des systèmes.
Il est également nécessaire de développer une expertise permettant de proposer des alternatives aux applications spatiales qui pourraient permettre d‘obtenir la capacité militaire nécessaire par d’autres moyens. Ces connaissances doivent permettre de démontrer de manière pertinente les avantages, les inconvénients et les éventuelles limitations des approches alternatives dans les domaines de la communication, du positionnement, de la navigation, de la synchronisation temporelle et de la recherche de renseignements, le tout dans une optique de réduction des coûts et des dépendances.
Comme dans de nombreux domaines techniques, les avancées technologiques sont fulgurantes dans l’espace. Celui-ci n’est par ailleurs plus l’apanage des grandes puissances, puisque des entrepreneurs visionnaires assurent l’essor du « New space ». Dès lors, il est impératif de surveiller de près les développements nationaux et internationaux, afin de mettre en évidence leurs conséquences potentielles sur l’accomplissement de la mission et les projets de l’armée dans cette sphère d’opération. Il convient d’assurer un suivi systématique des développements et de les évaluer selon des aspects comme la faisabilité technique, la disponibilité, les possibilités d’engagement, les coûts et les dépendances. Parmi les développements typiques figurent : technologies de lanceurs, concepts de lancement partagé (« rideshare «), charge utile hébergée (» hosted payload »), technologies de propulsion, lasers à haute énergie, photonique micro-ondes, capteurs térahertz, communication optique, technologies quantiques, intelligence artificielle, fonctionnement et réparation automatiques ou mesures de prolongation de la durée de vie des satellites.
Face à l’utilisation croissante de l’espace à des fins militaires, l’Armée suisse doit elle aussi disposer de connaissances précises de la situation et des opérations spatiales. Des projets de recherche sont ainsi menés afin de produire des données orbitales et de déterminer l’état des satellites au moyen d’un suivi actif ou passif par des méthodes optiques ou électromagnétiques, mais aussi à travers l’utilisation de données open source ou fournies par des partenaires. Ces données sont notamment analysées par des algorithmes d’apprentissage automatique en vue d’évaluer l’état, les intentions ou les manœuvres des satellites. Enfin, des démonstrateurs sont conçus afin de préparer et représenter les informations pour le compte de divers utilisateurs finaux aux échelons stratégique, tactique ou opérationnel.
Pour accomplir sa mission, l’armée est tributaire d’informations et de données issues de l’espace et de systèmes satellitaires. L’activité de recherche met l’accent sur l’évaluation du potentiel et des limites des applications satellitaires modernes, ainsi que sur l’appréciation des performances des nouveaux satellites (commerciaux) et constellations de satellites. L’analyse et l’évaluation des liaisons par satellite, de même que de l’utilisation des signaux GNSS, constitue un autre axe de recherche. En matière de recherche de renseignements, les possibilités et les limites du recours à l’intelligence artificielle à bord d’un satellite sont aussi étudiées. Outre les applications spatiales, des alternatives potentielles comme l’utilisation de plateformes à haute altitude quasi stationnaires (pseudo-satellites) ou de pseudolites terrestres sont également explorées.
Le développement d’une éventuelle compétence de l’Armée suisse dans le domaine des petits satellites passe par la mise en place d’une expertise technique et scientifique dans le segment spatial, terrestre et utilisateurs. L’objectif de ce programme de recherche consiste à soutenir ce vaste développement de capacités au sein de l’armée par des études, démonstrateurs et essais systématiques. Si les compétences à l’échelon des sous-systèmes reposent essentiellement sur des partenariats (industriels) ou qu’elles sont acquises grâce à leur aide, la compréhension des missions et des systèmes constitue la pierre angulaire des compétences propres à l’armée. Des compétences technologiques doivent être acquises dans le domaine de l’ingénierie des systèmes de mission afin de planifier, concevoir et évaluer les missions spatiales. Ce programme de recherche mène des études sur des missions et des systèmes, compare des concepts, met en évidence leur faisabilité et leurs limites, et présente des possibilités de partenariat.
Dans le domaine de la protection et des contre-mesures, l’armée doit disposer de compétences lui permettant de se soustraire aux actions adverses lancées depuis l’espace exoatmosphérique. De concert avec d’autres espaces d’opération, les projets de recherche se concentrent ici sur les différents aspects du camouflage, de la tromperie et de la distraction. Outre des mesures passives, des compétences actives limitées doivent aussi être mises en œuvre dans cette sphère d’opération. La recherche se focalise ici sur les moyens d’action dans l’espace électromagnétique permettant de perturber les communications ou signaux de navigation par satellite, de même que sur l’utilisation de lasers à haute énergie pour empêcher la reconnaissance ou la communication optique. La protection et les contre-mesures face aux systèmes satellitaires de demain constitue un autre champ de recherche compte tenu du nombre toujours plus élevé de débris dans l’espace ou de la menace de la destruction ciblée.
En collaboration avec un partenaire externe, armasuisse S+T a conçu le prototype dans le but de visualiser la situation dans l’espace. Cette application permet de représenter et d’analyser la situation de tous les satellites connus dans n’importe quel emplacement de référence et dans une fenêtre temporelle donnée. Les satellites peuvent être filtrés en fonction de leurs applications ou d’autres critères comme le pays d’exploitation, le but, le type ou l’orbite. Il est également possible de déterminer si et dans quelle fenêtre temporelle l’emplacement choisi est visible pour un satellite de reconnaissance, et si une liaison avec un satellite de télécommunications peut être établie. L’application tient aussi bien compte des conditions météorologiques que de la topographie. En d’autres termes, on détermine si la visibilité est affectée par des montagnes ou une couverture nuageuse. Ce prototype est disponible sous forme d’application web, qui permet de disposer d’une vue d’ensemble exhaustive à l’échelon opérationnel et de soutenir la planification opérationnelle de manière ciblée. Il existe également en tant qu’appli pour tablettes et smartphones dans le but de procurer une connaissance rapide de la situation et d’accélérer les décisions tactiques.
Réseau
Le développement de compétences techniques repose sur un vaste réseau de partenaires issus du monde économique, de hautes écoles, d’universités et d’autres centres de recherche, en Suisse comme à l’étranger. Des contacts étroits sont en place et des informations sont échangées avec des utilisateurs et services de planification, d’acquisition et d’expérimentation du DDPS afin d’assurer la pertinence de l’affectation des capacités.
Contact
Peter Erni, notre responsable de programme de recherche « Spatial » se réjouit de votre intérêt!
