[EDITION ABONNES] Respectivement société sœur de Google dans le groupe Alphabet et filiale de l’opérateur télécoms nippon SoftBank, Loon et HAPSMobile ont annoncé le 5 février dernier avoir réussi à développer une charge utile de communication pour la plate-forme volante sans pilote Hawk30 de HAPSMobile, ...destinée à croiser dans la stratosphère à environ 20 kilomètres de la surface terrestre. Alimenté en énergie par des panneaux solaires répartis sur ses ailes, l’engin peut voler à une vitesse d’environ 110 km/h en moyenne et ce pendant plusieurs mois, l’altitude de 20 km permettant de le maintenir au-dessus des nuages et de l’exposer constamment aux rayons du soleil, indique SoftBank.

Démarrée l'année dernière, la collaboration stratégique entre Loon et HAPSMobile est née d'une reconnaissance commune du potentiel inexploité de la stratosphère pour améliorer la connectivité de zones, de personnes et d’objets peu ou pas desservis par les réseaux télécoms terrestres actuels. Depuis le printemps 2019, les équipes techniques de Loon et de HAPSMobile ont donc collaboré pour adapter aux contraintes du Hawk30 la charge utile déjà utilisée sur les ballons stratosphériques de Loon. Ce dernier estime aujourd’hui disposer d’un savoir-faire et d’une expertise dans ce domaine, son système de vol stratosphérique ayant à ce jour parcouru plus de 40 millions de kilomètres et connecté plus de 300 000 personnes dans des conditions difficiles, là où les vents peuvent atteindre des vitesses de 100 km/h et les températures peuvent descendre jusqu'à -90°C.

Dans le détail, la charge utile de communication développée par Loon et HAPSMobile se compose d'un certain nombre de composants qui lui permettent de se comporter comme une station de base cellulaire stratosphérique. Elle utilise en particulier un sous-système radio LTE personnalisé qui exploite diverses bandes de fréquence 3GPP et qui permet au Hawk30 de fournir une liaison LTE sans fil directe vers des smartphones et autres appareils mobiles LTE standard. La charge utile embarquée est par ailleurs reliée par des liens de communication à ondes millimétriques à des points fixes d’accès Internet déployés au sol ainsi qu’à d’autres engins volants disséminés dans la stratosphère.

A ce titre, la charge utile abrite des antennes très précises qui seraient capables d'établir des connexions point-à-point à des distances allant jusqu'à 700 kilomètres et de véhiculer des données à des débits jusqu'à 1 Gbit/s. Afin de maintenir une connexion stable, l'antenne est conçue pour changer d’orientation lorsque les engins volants se déplacent, précisent les deux partenaires.

Sur le système Loon, cette technologie aurait prouvé sa capacité à maintenir de manière fiable une connexion stable vers le sol et vers d’autres véhicules aériens à proximité. Lors de tests récents, Loon a ainsi établi et maintenu une connexion entre 20 ballons couvrant plus de 4 000 kilomètres. Le Hawk30 étant conçu pour voler à des vitesses supérieures à 100 km/h, l'équipe technique de Loon a toutefois dû adapter le système de communication pour s'adapter à des vitesses de déplacement nettement plus élevées que celles des ballons stratosphériques Des améliorations logicielles permettraient ainsi à l'antenne de tourner plus rapidement et de suivre des mouvements plus rapides. De plus, l'équipe a développé un boîtier aérodynamique pour protéger les antennes des forces provoquées par l'augmentation de la vitesse de vol.

En avril 2019, SoftBank, qui est aussi la maison mère du britannique Arm, avait indiqué vouloir produire en volume et lancer en 2023 des plates-formes à haute altitude (HAPS) sans pilote capables de voler dans la stratosphère et d’offrir des communications Internet stables à des zones mal couvertes par les réseaux télécoms terrestres actuels. En s’appuyant sur des interconnexions avec les réseaux télécoms existants, l’opérateur estime pouvoir à terme assurer une connectivité sur de grandes zones géographiques couvrant à la fois le sol et les airs (les drones notamment) et contribuer à l’adoption ubiquitaire de cas d'usage de la 5G et de l’IoT.