Un Internet qui dépasse la Terre n'est plus de la science-fiction mais une tâche d'ingénierie avec des délais clairs, des démonstrations et des partenariats industriels. Depuis deux ans, l'Agence spatiale européenne (ESA) relie systématiquement les programmes existants et nouveaux de communications, de navigation et d'infrastructure terrestre en une vision cohérente – le Solar System Internet (SSI). Il s'agit d'un « réseau de réseaux » pour l'espace lointain qui, à l'instar de l'internet d'aujourd'hui, permettrait un échange de données standardisé et fiable entre des systèmes autonomes de différentes agences et opérateurs commerciaux, de l'orbite lunaire jusqu'à Mars et au-delà.

Du concept aux démonstrations opérationnelles

Le SSI est né de deux réalités : l'explosion du nombre de missions planifiées vers la Lune et Mars, et la maturité de technologies qui étaient autrefois expérimentales. Des réseaux de relais opérationnels sont actifs dans l'espace aujourd'hui, les communications optiques atteignent des vitesses qui étaient inimaginables il y a peu, et les protocoles adaptés aux interruptions et aux délais sont devenus un sujet de normalisation et de planification de missions. Dans ce paysage, l'ESA coordonne les acteurs européens par le biais d'initiatives inter-directions et d'études préparatoires, créant une base commune pour l'interopérabilité et les futurs services commerciaux.

Pourquoi le SSI est nécessaire

L'internet terrestre suppose des topologies stables, des chemins bidirectionnels à faible latence et de faibles taux d'erreur. Dans le système solaire, l'inverse s'applique : les positions changent, les connexions se rompent, les latences vont de quelques minutes à des dizaines de minutes, et l'énergie ainsi que la bande passante sont des ressources précieuses. Chaque mission individuelle qui résout « manuellement » ces défis est coûteuse, fragile et difficile à mettre à l'échelle. Le SSI introduit des couches d'abstraction, des protocoles standards, des services définis contractuellement et des procédures opérationnelles communes, réduisant ainsi le risque et le coût tout en augmentant la performance. Outre la communication, le SSI inclut des services de positionnement, de navigation et de temps (PNT) pour l'espace lointain, ainsi que des éléments d'autonomie nécessaires lorsque les opérateurs au sol sont trop loin pour « conduire » un véhicule spatial en temps réel.

Trois piliers technologiques

1) DTN – réseaux résilients aux interruptions

Le Disruption/Delay Tolerant Networking (DTN) résout le problème fondamental : comment livrer des données à travers un environnement où les routes naissent et disparaissent, et où les délais sont immenses. Au lieu d'une session établie de manière permanente, le DTN fonctionne sur une base de « store-and-forward » (stockage et retransmission), avec des paquets (bundles) qui sont transférés de manière fiable nœud par nœud. L'ESA a déjà mené plusieurs démonstrations en coopération avec des partenaires internationaux, y compris des expériences liées aux missions CubeSat et au segment sol. En pratique, le DTN réduit le besoin pour chaque élément du système de « tout savoir sur tout » – il suffit de connaître le prochain point de transfert et les règles qui garantissent la livraison lorsqu'une géométrie favorable ou une ressource se présente.

2) Communications optiques – un saut en bande passante

Les liaisons laser apportent des vitesses et une efficacité énergétique supérieures de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux systèmes radiofréquences (RF), au prix d'exigences plus strictes en matière de pointage et de conditions atmosphériques à la réception. Des démonstrations depuis la Lune ont confirmé des débits descendants de l'ordre de centaines de mégabits par seconde il y a déjà une décennie. Dans l'espace lointain, des démonstrateurs volants sur des sondes interplanétaires ont confirmé des vitesses stables en mégabits sur des centaines de millions de kilomètres, avec des records occasionnels rivalisant avec les connexions haut débit terrestres lorsque la distance est moindre. Pour le SSI, cela signifie que les liaisons « dorsales » (trunk) principales – par exemple Lune–Terre – peuvent desservir des constellations entières et des flottes d'utilisateurs, avec une planification intelligente des ressources.

3) PNT pour l'espace lointain – ODTS comme prérequis à l'autonomie

Le rôle du positionnement, de la navigation et de la synchronisation temporelle dans l'espace lointain va bien au-delà du « GPS pour Mars ». Les engins spatiaux doivent avoir un haut niveau d'autonomie dans la détermination des orbites et la synchronisation du temps (Orbit Determination & Time Synchronisation – ODTS), et le réseau doit fournir de longues portées optiques et RF pour des mesures précises de distance et de vitesse. Le SSI prévoit que les services PNT soient une partie intégrante de l'infrastructure de communication, afin que les utilisateurs – des orbiteurs et atterrisseurs aux robots mobiles et bases temporaires – puissent planifier des opérations sans se lier « manuellement » à la Terre pour chaque décision.

Ce que l'Europe a déjà : ESTRACK et le Mars Relay Network

Le SSI ne part pas de zéro. La fondation est le réseau terrestre existant de stations pour l'espace lointain avec des antennes de 35 mètres de diamètre et une distribution mondiale qui permet de couvrir l'ensemble du système solaire. Ces stations et l'infrastructure optique/KA associée desservent les missions européennes et internationales depuis des années. Sur la planète rouge, une architecture de relais interinstitutionnelle – opérationnelle aujourd'hui – connecte les éléments de surface (rovers et atterrisseurs) aux orbiteurs qui transmettent les données vers la Terre. Dans ce réseau, les orbiteurs européens ne sont pas seulement des « invités » ; ils transportent souvent une part critique du trafic et servent de maillons clés lorsque la géométrie et les ressources sont favorables.

La coordination opérationnelle en Europe est centralisée par un bureau spécialisé et un système d'information associé qui sert d'intermédiaire entre différents centres de contrôle, normalise les formats et automatise la planification, l'exécution et l'évaluation des relais. Cette approche de « hub » permet aux rovers et atterrisseurs de différentes agences de recevoir un service via n'importe quel orbiteur compatible sans avoir besoin d'implémenter des interfaces séparées pour chaque opérateur. C'est précisément cette philosophie – interface unique, multiples fournisseurs – qui est transposée au SSI en tant que future fédération de réseaux.

Normes et interopérabilité

Le succès du SSI dépendra de protocoles convenus et d'accords de niveau de service. Au niveau des couches réseau, cela signifie DTN et les spécifications IETF/CCSDS associées ; au niveau de la gestion des ressources, cela signifie un catalogue de services, un mode de réservation, une allocation de fenêtres, des schémas de priorité et des mécanismes de facturation pour les utilisateurs commerciaux. Au niveau de la sécurité, une combinaison de cyberprotection, de cryptographie et de zones de sécurité dans les centres terrestres et les nœuds de transmission est nécessaire. À mesure que le nombre de participants augmente, la gouvernance et la gestion technique des normes deviennent des disciplines tout aussi importantes que la technologie elle-même.

Programmes formant le « réseau de réseaux » SSI

Moonlight – le premier réseau européen hors de la Terre

La constellation européenne autour de la Lune est conçue comme un fournisseur de services de communication et de navigation pour des centaines de missions lunaires planifiées au cours des deux prochaines décennies. La constellation se compose d'un satellite axé sur les communications et de quatre satellites de navigation, disposés de manière à donner la priorité au pôle sud. La liaison vers la Terre passe par des stations dédiées, créant le cœur d'un futur « internet » lunaire sur lequel des services commerciaux pourront ultérieurement être proposés aux utilisateurs finaux, des expéditions étatiques aux entreprises de robotique privées.

HydRON – « fibre optique » dans l'espace

HydRON est conçu comme un réseau de transport optique multi-orbites avec des capacités en térabits par seconde. Dans la première phase, il inclut des démonstrateurs reliant les orbites basse, moyenne et géostationnaire par des liens optiques, et dans les phases ultérieures, il fournit une « dorsale » (backbone) également vers l'espace lointain. Pour le SSI, cela signifie la possibilité que le trafic de la Lune et – à long terme – de Mars soit agrégé et distribué à travers des nœuds optiques spatiaux, sans dépendance inutile aux fenêtres RF coûteuses et limitées dans le temps dans des stations terrestres individuelles.

MARCONI – communications et navigation pour Mars

Le plan à long terme prévoit que des « remorqueurs spatiaux » européens apportent des charges utiles dans le système de Mars et restent ensuite comme éléments d'une constellation pour les communications et le PNT. Ainsi se construit lentement une infrastructure permanente – ressemblant au premier réseau de télécommunications autour d'une autre planète – qui peut fournir des services aux futures missions, y compris le retour d'échantillons, les véhicules autonomes et, dans un futur lointain, les camps de base humains temporaires. Le concept prévoit une constellation à plusieurs nœuds d'ici les années 2040, faisant de Mars la première à obtenir un « internet local » interopérable avec le SSI.

Nœuds, liaisons dorsales et réalité opérationnelle

Le SSI est imaginé comme un ensemble de nœuds (satellites, orbiteurs relais, atterrisseurs lunaires/miniers avec paquets de communication) reliés par des liaisons « dorsales » (trunk) vers la Terre et entre eux. Dans l'espace cis-lunaire, les trunks optiques assurent un ordre de grandeur de débit supérieur et un coût énergétique par bit inférieur. Les bundlers DTN collectant les données des utilisateurs de surface et orbitaux attendent la prochaine fenêtre et transmettent vers le « haut » sans besoin de contact permanent de bout en bout. Sur Mars, où les fenêtres et les géométries sont plus complexes, une bonne programmation des relais entre la surface et l'orbite et plus loin vers la Terre est cruciale ; ici, la coordination « hub » qui automatise la planification et le reporting aide également.

SSI Node-1 Pathfinder – la première étape, près de la Lune

Une petite mission ciblée est conçue pour démontrer un trunk optique de routine entre la Terre et l'orbite cis-lunaire et pour utiliser le DTN de manière opérationnelle dans une mission européenne pour la première fois. On passe ainsi d'un « démonstrateur technologique » à des opérations régulières qui s'intègrent dans un régime de services plus large. Le Nœud-1 (Node-1), outre la liaison optique, inclut également des expériences pour la synchronisation précise et le positionnement de navigation, posant les bases des services PNT dans un environnement où un grand trafic de missions est bientôt attendu.

ASSIGN – le programme-cadre qui relie tout

Advancing Solar System Internet and GrouNd formalise l'approche : il ancre les activités dans plusieurs directions, s'occupe de la normalisation, définit les cadres de sécurité et les plans de démonstration, et assure que l'Europe a un rôle et des intérêts définis dans la vision mondiale du SSI. Parmi les premières tâches figurent l'élaboration et la préparation du Node-1 Pathfinder, mais aussi la connexion avec des programmes existants comme Moonlight, HydRON et les plans pour Mars. ASSIGN fait ainsi ce que le développement d'internet a fait sur Terre : transformer des îlots séparés en un système fédéré avec des règles alignées et des interfaces claires.

Leçons des démonstrations de liaisons optiques

Les liaisons optiques vers la Lune ont atteint des centaines de mégabits par seconde il y a déjà une dizaine d'années, répondant aux critères pour des missions scientifiques à haut débit et le service de nombreux utilisateurs. Plus loin dans le système solaire, une démonstration plus récente sur un vaisseau interplanétaire a permis l'échange bidirectionnel de données télémétriques réelles, avec des vitesses stables en mégabits sur des centaines de millions de kilomètres et des records de transfert à des distances moindres. Pour les systèmes opérationnels, cela signifie deux choses : premièrement, les trunks optiques sont techniquement réalisables et opérables ; deuxièmement, une architecture est nécessaire qui mélange intelligemment les liaisons optiques et RF en fonction de la géométrie, de la météo, de la charge et des priorités de l'utilisateur – exactement ce que le SSI prévoit.

Sécurité, fiabilité et maintien des services

Dans un réseau fédéré avec plusieurs propriétaires et opérateurs, la sécurité n'est pas un ajout mais un point de départ. Le niveau de confiance et la segmentation doivent être intégrés dans toutes les couches : de l'authentification et du chiffrement au niveau du paquet à la sécurité physique des stations et des terminaux optiques. Tout aussi important, le réseau doit survivre à la perte de nœuds, à la dégradation des performances et aux interruptions sans chute drastique de la qualité de service ; le DTN est une partie de la réponse, et l'autre partie sont les niveaux de service convenus et l'excès de capacité sur les trunks afin que le trafic prioritaire ait toujours un chemin.

Modèle économique et marché

À mesure que le nombre d'utilisateurs augmente, le passage d'un échange « best effort » à des services contractuels avec catalogues, listes de prix et niveaux de support devient inévitable. Moonlight trace déjà la voie vers la commercialisation de la connectivité et de la navigation lunaires, tandis que HydRON a pour tâche de démontrer que des capacités de type « fibre optique » dans l'espace peuvent servir de dorsale de transport également pour l'espace lointain. Dans le système de Mars, MARCONI introduit un environnement où des services locaux (relais, PNT, météorologie) peuvent être offerts à long terme aux utilisateurs arrivant sans leur propre infrastructure « lourde ». Le SSI lie tout cela en une offre cohérente : un réseau interopérable unique, de multiples fournisseurs, un service multicouche.

Le rôle de l'industrie et des consortiums

Les entreprises européennes sont chargées de l'ingénierie système, de la stratégie, de la cartographie de la feuille de route, de l'évaluation des protocoles et de la gestion. Cela garantit que les exigences des missions sont traduites en normes et références, et que les expériences en laboratoire et sur le terrain se déversent dans des règles opérationnelles et des outils logiciels du segment sol. Particulièrement importants sont les efforts d'ingénierie sur le DTN et l'interopérabilité entre différents centres de contrôle, où même des détails « invisibles » comme les conversions de format, les systèmes de reporting et d'archivage font la différence en temps voulu entre un relais réussi et une opportunité perdue.

Contexte mondial et course aux normes

L'Europe n'est pas seule à construire une infrastructure hors de la Terre. Parallèlement aux plans européens, d'autres puissances spatiales développent de nouvelles capacités de relais autour de la Lune et préparent leurs propres constellations, y compris des missions de test pour de futurs réseaux. Sur Mars, un réseau de relais international sert déjà quotidiennement depuis près de deux décennies à transférer des commandes et des données scientifiques entre la surface et la Terre. Les démonstrations optiques dans l'espace lointain élèvent encore la barre des attentes – du transfert de vidéos haute définition au transfert de télémétrie depuis des distances comparables à la distance maximale de Mars. Dans un tel environnement, les normes, l'interopérabilité et le « peering » entre réseaux sont cruciaux pour que les utilisateurs puissent choisir indépendamment leurs fournisseurs, et que les missions aient de multiples routes et une assurance contre les interruptions.

Ce qui suit d'ici la fin de la décennie

Sur la chronologie jusqu'à la fin des années 2020, trois directions parallèles se distinguent. Premièrement, les démonstrations opérationnelles : trunks optiques cis-lunaires, DTN de routine dans les missions et premières expériences PNT. Deuxièmement, la mise en réseau des services existants : stations pour l'espace lointain, transport optique sur des orbites plus hautes et relais autour de la Lune et de Mars. Troisièmement, la normalisation et la gouvernance : accord sur les interfaces, les règles de sécurité, les priorités et les modèles de facturation. De plus, les contrats industriels et les appels d'offres doivent orienter le développement de terminaux, de lasers, de modules PNT et de logiciels au sol afin que le réseau soit évolutif. Au moment où le nombre de véhicules lunaires et d'utilisateurs augmentera, le SSI doit être prêt à accepter le trafic sans improvisation.

À quoi ressemblera l'expérience utilisateur

Pour les opérateurs de missions, le SSI apporte des paradigmes connus : Service Level Agreements, réservations de créneaux, catalogues de services, interfaces API standard et instruments de télémétrie permettant le suivi des performances. Pour les équipes scientifiques et les utilisateurs industriels, cela signifie des fenêtres plus stables et des coûts prévisibles – moins de temps passé à « chasser » une opportunité de communication, plus à planifier des expériences et des opérations. Pour l'écosphère européenne plus large, le SSI signifie que les produits d'ingénierie et logiciels développés pour une mission peuvent être mis à l'échelle pour beaucoup, favorisant l'émergence de nouvelles entreprises et services.

Questions ouvertes et risques

Les défis clés ne sont pas seulement techniques. Qui décide des priorités lorsque les ressources se resserrent ? Comment l'équilibre entre les utilisateurs institutionnels et commerciaux est-il maintenu ? Quels sont les cadres pour le partage de données sensibles et pour la réponse aux incidents cybernétiques dans un réseau fédéré ? Combien de redondance est suffisante et qui la finance ? Sur le plan technique, les trunks optiques dépendent des conditions météorologiques et de la précision du pointage ; les liaisons RF restent une réserve nécessaire. Le DTN réduit la complexité aux extrémités, mais nécessite des politiques robustes de routage, de stockage et d'expiration des données. Le PNT dans l'espace lointain doit simultanément répondre aux besoins stricts des utilisateurs et rester énergétiquement durable.

L'avantage européen

L'Europe a deux avantages stratégiques : une expérience dans la conduite de missions internationales complexes et une base industrielle capable de fournir tout, des terminaux laser aux logiciels de planification au sol. Avec Moonlight comme première offre commerciale hors de la Terre, HydRON comme dorsale de transport et MARCONI comme plan à long terme pour Mars, les contours du SSI sont déjà visibles. De plus, les réseaux opérationnels et les instruments comme les orbiteurs relais, les stations pour l'espace lointain et les bureaux de coordination livrent déjà quotidiennement des milliards de bits de données scientifiques et techniques. Les prochaines étapes – démonstration de trunks optiques cis-lunaires et DTN de routine – ne sont pas un « saut dans l'inconnu », mais une mise à niveau logique des capacités existantes.

La vue d'ensemble : vers un « internet du Système Solaire »

L'idée de connecter des réseaux de différents propriétaires et générations technologiques en une architecture mondiale n'est pas nouvelle – c'est ainsi qu'est né l'internet d'aujourd'hui. Le SSI applique cette philosophie à l'espace : des normes interopérables, un ensemble minimal de règles communes et des points de connexion clairs permettent à chacun de contribuer tout en conservant son autonomie. Alors que de nouveaux acteurs et réseaux commerciaux apparaîtront autour de la Lune et, progressivement, de Mars dans les années à venir, c'est précisément une telle architecture qui permettra aux données de voyager par le chemin le plus court, le moins cher et le plus fiable – peu importe qui possède le lien ou le nœud individuel.

En date du 02 décembre 2025, la feuille de route est claire : les études préparatoires ont été réalisées, les équipes industrielles travaillent sur des démonstrateurs, et les expériences opérationnelles et les normes mûrissent. Les premiers nœuds du futur « internet du Système Solaire » seront autour de la Lune ; les suivants, progressivement, autour de Mars. Lorsque ces nœuds fonctionneront de manière routinière, non seulement la manière d'échanger des données changera, mais aussi la manière dont nous concevons les missions en général : de chaînes de liaisons uniques et fragiles – vers des réseaux qui trouvent leur chemin eux-mêmes.