Premier nanosatellite IA de Singapour : un investissement de 200 millions de dollars pour conquérir l’économie spatiale

Une nouvelle étape en orbite

Singapour se prépare à lancer en 2026 son premier nanosatellite doté d’intelligence artificielle, une étape décisive dans la stratégie de la cité-État visant à devenir un acteur compétitif de l’économie spatiale mondiale. Cet engin compact, de la taille approximative d’une boîte à chaussures, sera équipé de capacités avancées de calcul embarqué qui lui permettront d’analyser des images et de filtrer les données à 500 kilomètres au-dessus de la Terre. Il transmettra aux stations au sol uniquement les informations essentielles, plutôt que des images brutes non traitées.

Cette mission est le premier projet du programme Space Access de Singapour, un volet essentiel du programme national de développement des technologies spatiales, auquel le gouvernement a consacré plus de 200 millions de dollars singapouriens depuis 2022. Cette initiative marque un virage stratégique vers des satellites plus petits et plus intelligents, capables de traiter les informations en orbite au lieu de se contenter de collecter des données en s’en remettant à la puissance de calcul au sol.

Le Centre de recherche satellitaire de l’Université technologique de Nanyang (NTU) dirige le projet, en collaboration avec la société locale de technologies spatiales Satoro Space, qui construira le nanosatellite 3U. Cet engin au format CubeSat, qui mesure seulement 30 centimètres sur 10 sur 10 et pèse moins de 5 kilogrammes, promet de révolutionner les échanges de données entre l’espace et la Terre. Il pourrait transformer des applications allant des interventions en cas de catastrophe à la surveillance environnementale, tout en démontrant l’autonomie technique croissante de Singapour dans les systèmes spatiaux.

L’intelligence au cœur de la mission

Les satellites traditionnels fonctionnent un peu comme des appareils photo numériques dotés d’un stockage externe : ils capturent de grandes quantités d’images brutes et les transmettent toutes à la Terre pour traitement. Cette approche crée d’importants goulets d’étranglement qui limitent l’efficacité opérationnelle. Les satellites en orbite terrestre basse ne restent en contact avec les stations au sol qu’environ 10 minutes au cours de chaque passage orbital de 100 minutes. Les images brutes peuvent en outre représenter plusieurs gigaoctets par jour, ce qui met à rude épreuve la bande passante limitée et retarde l’exploitation des images.

Le nouveau satellite doté d’intelligence artificielle répond à ces contraintes grâce au calcul en périphérie, une approche qui consiste à traiter les données à leur source plutôt qu’à envoyer des informations brutes vers des serveurs distants. L’intelligence artificielle embarquée analysera les images en temps réel, distinguera les vues couvertes de nuages de celles qui sont dégagées, détectera les événements urgents comme les incendies de forêt ou les marées noires et transmettra uniquement des informations exploitables, plutôt que d’énormes volumes de données.

Lim Wee Seng, directeur exécutif du SaRC, a expliqué les avantages opérationnels de cette approche.

Au lieu de tout renvoyer sur Terre, le satellite peut prendre des décisions à bord : filtrer, analyser et transmettre des informations, pas seulement des données brutes. Cela réduit considérablement la latence et rend les systèmes spatiaux bien plus efficaces. Les satellites intelligents peuvent déterminer eux-mêmes ce qui est important, afin que la précieuse bande passante spatiale serve à transmettre des réponses, et non du bruit.

Les conséquences pratiques sont importantes. Au lieu de transmettre des centaines de mégaoctets, voire des gigaoctets d’images brutes, le satellite pourra envoyer des données compactes, notamment des coordonnées clés, des synthèses d’analyse d’images et des extraits sélectionnés, pour un total de quelques kilooctets ou mégaoctets seulement. Ce gain d’efficacité est crucial dans les situations où le temps presse, comme les opérations de secours après un séisme ou les interventions à la suite d’une catastrophe maritime : une décision rapide permet de sauver des vies et d’économiser des ressources, alors que les fenêtres de communication restent brèves.

Trois projets innovants

Le nanosatellite doté d’intelligence artificielle n’est qu’un volet d’une initiative plus vaste, composée de trois projets annoncés par la NTU dans le cadre du programme Space Access. Chaque mission vise une frontière technologique différente. Les lancements sont prévus chaque année entre 2026 et 2028, auxquels s’ajoute une charge utile destinée à la Station spatiale internationale afin de valider une technologie optique singapourienne dans les conditions extrêmes des opérations en orbite.

Traitement intelligent des données et nouveaux systèmes énergétiques

La mission phare de 2026 associera l’intelligence artificielle à une technologie solaire expérimentale. Outre ses capacités de calcul en périphérie, le satellite testera des cellules solaires de nouvelle génération à pérovskite, mises au point conjointement par l’École de génie électrique et électronique et l’École de science et d’ingénierie des matériaux de la NTU, ainsi que par la jeune pousse locale Singfilm. Ces cellules présentent plusieurs avantages par rapport aux panneaux traditionnels en silicium : leur fabrication est moins coûteuse et plus simple, et elles peuvent être imprimées sur des supports flexibles et légers, adaptés aux petits engins spatiaux où chaque gramme pèse sur le coût du lancement.

Les cellules solaires à pérovskite reposent sur des structures hybrides organiques-inorganiques qui peuvent être fabriquées par de simples techniques d’impression, au lieu des procédés énergivores de croissance cristalline nécessaires aux cellules en silicium. Cette souplesse de fabrication permet de déposer ces cellules sur des supports légers et flexibles, réduisant ainsi la masse totale de l’engin spatial. Le test en orbite fournira des données essentielles sur la dégradation de ces matériaux sous l’effet d’une exposition constante aux rayonnements et de fluctuations extrêmes de température. Ces informations sont indispensables avant leur adoption commerciale dans de futures constellations de satellites.

Maverick Shih, président de Satoro Space, a souligné l’importance de la collaboration locale pour développer ces capacités.

Nous sommes très heureux de participer au projet conjoint de la NTU. La coopération entre le Centre de recherche satellitaire de la NTU et SATORO nous permet non seulement de développer des solutions CubeSat éprouvées et fiables, mais aussi de mener le projet localement avec le SaRC à Singapour, ce qui aide les instituts de recherche singapouriens à développer rapidement des technologies spatiales de pointe.

Propulsion avancée et essais de matériaux

Le deuxième projet, prévu pour 2028, mettra en orbite un nanosatellite plus grand, de format 16U, mesurant 40 centimètres sur 30 sur 30 et pesant jusqu’à 30 kilogrammes. Il testera le moteur compact à allumage multi-étages MUlti-Stage Ignition Compact (MUSIC), développé par Aliena, une entreprise issue de la NTU. Ce moteur utilise des champs électriques et magnétiques pour ioniser un gaz propulsif et accélérer les ions afin de produire une poussée efficace. Le moteur MUSIC est un propulseur ionique à grilles, plus économe en carburant que les fusées chimiques. En accélérant les ions à travers des grilles électrostatiques, le système atteint une impulsion spécifique, mesure de l’efficacité propulsive, plusieurs fois supérieure à celle des propulseurs classiques. Cette efficacité permet aux petits satellites de changer d’orbite, d’éviter les débris ou de maintenir leur position en consommant très peu de propergol. Leur durée de vie opérationnelle s’en trouve prolongée, et de nouveaux profils de mission deviennent possibles pour des engins qui, jusqu’ici, devaient être plus grands.

Dr Lim Jian Wei, cofondateur et directeur général d’Aliena, a souligné que ces capacités deviennent toujours plus nécessaires à mesure que le trafic orbital augmente.

Avec la multiplication des satellites en orbite terrestre basse, une mobilité avancée en orbite n’est plus une option. Elle ouvre de nouvelles possibilités de mission, essentielles aux applications spatiales émergentes et absolument indispensables pour que les constellations de satellites fonctionnent efficacement et durablement.

Ce satellite embarquera également un détecteur d’oxygène atomique mis au point par les laboratoires Temasek de la NTU, afin d’étudier la résistance des matériaux avancés à l’oxygène atomique hautement corrosif en orbite terrestre très basse. L’oxygène atomique est constitué d’atomes d’oxygène isolés, créés lorsque les rayonnements ultraviolets dissocient les molécules d’oxygène dans la haute atmosphère. Ces atomes réagissent vivement avec les matériaux des engins spatiaux, provoquant leur érosion et leur dégradation. Comprendre la durabilité des matériaux dans cet environnement est essentiel pour concevoir des engins spatiaux de longue durée de vie opérant à plus basse altitude, où la traînée atmosphérique est plus forte, mais où la résolution des observations est meilleure.

Imagerie optique de nouvelle génération

Le troisième projet enverra en 2027 à la Station spatiale internationale une charge utile d’imagerie électro-optique conçue à Singapour, baptisée LEOCAM, pour une mission de validation de six mois. Grâce à une conception optique originale à trois miroirs plutôt qu’à des lentilles classiques, LEOCAM promet des capacités d’observation de la Terre à haute résolution, chaque pixel pouvant restituer des détails au sol d’un mètre de large. Cette approche à miroirs réduit les aberrations optiques et le poids par rapport aux systèmes à lentilles réfractives, tout en préservant la netteté des images.

Dr Phua Poh Boon, directeur technique de LightHaus Photonics, a évoqué l’importance de cette étape pour le développement de l’industrie locale.

Nous sommes impatients de tester notre charge utile d’imagerie optique à bord de la Station spatiale internationale. Ce sera une étape majeure pour LightHaus, qui est la première entreprise singapourienne à construire un système optique spatial.

Construire un écosystème spatial national

Ces avancées technologiques s’inscrivent dans un paysage institutionnel en pleine évolution, qui transforme la manière dont Singapour gère son secteur spatial en expansion. Le 1er avril 2026, Singapour créera officiellement l’Agence spatiale nationale de Singapour (NSAS), qui regroupera et élargira les missions jusque-là confiées au Bureau des technologies et de l’industrie spatiales. Cette nouvelle agence verra le jour alors que le marché spatial mondial devrait atteindre 2 430 milliards de dollars d’ici 2035, ce qui place la cité-État en position de tirer parti de cette économie en plein essor.

Ngiam Le Na, nommée directrice générale désignée, prendra la tête de l’organisation. Forte de 25 ans d’expérience dans la fonction publique, elle a notamment occupé des postes de direction aux laboratoires nationaux DSO et à l’Agence pour la science et la technologie de la défense. Elle a auparavant supervisé le développement de satellites d’observation de la Terre et de solutions numériques au service de la sécurité nationale et des secours en cas de catastrophe. L’agence héritera de la responsabilité des plus de 200 millions de dollars singapouriens consacrés à la recherche dans le cadre du programme de développement des technologies spatiales. Elle sera également chargée d’élaborer la législation spatiale nationale, de coordonner les autorisations et de favoriser les partenariats internationaux, en particulier avec les pays émergents du secteur spatial de la ceinture équatoriale et de l’ASEAN.

Le secteur spatial singapourien compte actuellement environ 70 entreprises et 2 000 professionnels. Grâce à la coordination de la NSAS et à un financement pérenne, les autorités souhaitent développer les débouchés dans l’analyse géospatiale, la surveillance du climat et du domaine maritime, ainsi que la connaissance de la situation spatiale. L’agence s’attaquera également aux préoccupations croissantes liées aux débris orbitaux et aux risques de collision, en développant des capacités de connaissance de la situation spatiale pour protéger les actifs dans un environnement orbital toujours plus encombré.

Professor Warren Chan, doyen du Collège d’ingénierie de la NTU, a inscrit les travaux de l’université dans cette stratégie nationale.

Ce nouveau programme reflète l’évolution des technologies spatiales vers un développement plus rapide et des opérations plus intelligentes. Forte de plus de vingt ans d’expérience, la NTU a acquis une solide expertise dans la codéfinition et le déploiement rapide et rentable de technologies satellitaires. Le développement de capacités d’intelligence artificielle en orbite réduit la dépendance au traitement au sol et permet de prendre des décisions plus rapidement et de manière plus éclairée. C’est un avantage stratégique pour Singapour, qui bâtit un écosystème spatial plus agile et plus compétitif. Cela aidera également nos partenaires à commercialiser plus rapidement leurs innovations.

Du laboratoire aux applications commerciales

Si les technologies démontrées lors de ces missions présentent un intérêt immédiat pour la recherche, leur commercialisation à grande échelle nécessitera des travaux et des validations supplémentaires. Lim Wee Seng a indiqué qu’il faudrait plusieurs années pour commercialiser les systèmes de pointe du satellite doté d’intelligence artificielle. Les bases établies par ces essais en orbite sont toutefois essentielles pour attirer des investissements et valider les performances dans l’environnement spatial réel, où les rayonnements, le vide et les cycles thermiques créent des conditions impossibles à reproduire pleinement sur Terre.

Singapour s’engage dans un domaine où des capacités similaires ont déjà fait leurs preuves. Le CubeSat PhiSat-1 de l’Agence spatiale européenne, lancé aux alentours de 2020, a fait figure de pionnier en utilisant l’apprentissage automatique embarqué pour filtrer les images nuageuses, démontrant la faisabilité du calcul en périphérie à bord de petits satellites. Singapour entend aller plus loin en intégrant de nouveaux systèmes énergétiques et en développant les capacités commerciales locales grâce à des partenariats entre universités et entreprises privées.

La surveillance maritime est l’un des domaines où l’intelligence artificielle embarquée pourrait offrir des avantages immédiats. La surveillance des voies de navigation, la détection de la pêche illégale et le suivi des marées noires exigent de produire rapidement des alertes. Les systèmes actuels retardent souvent les notifications essentielles, car les stations au sol doivent traiter les données brutes plusieurs heures après leur collecte. L’approche singapourienne vise à fournir des informations exploitables dans les minutes qui suivent la capture des images, afin de permettre aux autorités de déployer des navires ou des aéronefs d’intervention pendant que les événements sont encore en cours, plutôt que de mener des enquêtes a posteriori.

La surveillance du climat bénéficie également d’une transmission sélective des données. Le suivi de la déforestation, l’évaluation de l’état des cultures ou la surveillance des îlots de chaleur urbains produisent de vastes bibliothèques d’images, alors que seules les anomalies ou les évolutions importent pour les décisions politiques immédiates. Le filtrage par intelligence artificielle permet aux équipes au sol de recevoir des alertes en cas de nouveau défrichement ou de stress des cultures, sans devoir examiner des milliers d’images de routine montrant des situations stables. Cette approche ciblée réduit les coûts de stockage et la charge de travail des analystes, tout en accélérant la réaction aux changements environnementaux.

À retenir

• Singapour lancera en 2026 son premier nanosatellite doté d’intelligence artificielle, capable de traiter et de filtrer les données en orbite afin de réduire les goulets d’étranglement dans les transmissions et de réagir plus rapidement aux urgences.
• Ce CubeSat 3U, construit par Satoro Space sous la direction du Centre de recherche satellitaire de la NTU, testera l’intelligence artificielle appliquée au calcul en périphérie et des cellules solaires à pérovskite lors d’une mission d’un an à 500 km d’altitude.
• Deux autres projets sont prévus : un essai de système de propulsion en 2028 avec le moteur ionique MUSIC d’Aliena et une mission à la Station spatiale internationale en 2027 pour la charge utile d’imagerie optique LEOCAM.
• L’Agence spatiale nationale de Singapour sera créée le 1er avril 2026. Elle supervisera plus de 200 millions de dollars singapouriens de financements du programme de développement des technologies spatiales et l’élaboration de la législation spatiale nationale.
• Ces initiatives visent un marché spatial mondial qui devrait atteindre 2 430 milliards de dollars d’ici 2035, avec des applications immédiates dans les secours en cas de catastrophe, la surveillance maritime et le suivi environnemental.