Europa wil internetsatellieten, ondanks kritiek

Inleiding

Europa is geen vreemde in de ruimte. De afgelopen jaren lanceerde het continent twee grote satellietprojecten, met Galileo, een satellietnavigatiesysteem dat werkt als een soort gps-tegenhanger, en Copernicus, een netwerk van satellieten die de aarde observeren. De EU heeft haar zinnen nu gezet op een derde groot satellietenproject; een Secure Connectivity-initiatief dat is gericht op het leveren van breedbandinternet en een beveiligd communicatienetwerk.

Daarmee mengt Europa zich rechtstreeks in een moderne ruimterace voor satellietinternet, die al langer gaande is. Bedrijven zijn al jaren bezig met het lanceren van constellaties voor het aanbieden van internet. SpaceX van Elon Musk loopt voorop met Starlink en heeft sinds 2019 al ruim 2000 satellieten gelanceerd voor die internetdienst. Het bedrijf heeft inmiddels echter al toestemming om er 12.000 te lanceren en op termijn kunnen dat er zelfs 40.000 worden.

Amazon wil eind dit jaar zijn eerste prototypesatellieten lanceren onder de naam Project Kuiper. Voor zover bekend, staat dit nog steeds op de planning. Het bedrijf hoopt voor het einde van het decennium ruim 3200 satellieten in een baan om de aarde te hebben. OneWeb, dat na een eerder faillissement eigendom is van onder meer British Telecom, de Britse overheid en Bharti Airtel uit India, wil zijn constellatie uitbreiden naar 648 satellieten.

Dat Europa hieraan mee wil doen, is niet verrassend. Allereerst komen de plannen niet uit de lucht vallen; de Europese ruimtevaartindustrie wil dit al langer. Ruim een jaar geleden wees de Commissie al een consortium met Europese bedrijven aan dat de haalbaarheid van een satellietenstelsel voor internetdekking moest onderzoeken. Daaraan namen Airbus, Arianespace, Eutelsat, Hispasat, OHB, Orange, SES, Telespazio en Thales Alenia Space deel.

Deze 'space race' is ook al overgeslagen naar de publieke sector; verschillende landen zijn bezig met het lanceren van hun eigen constellaties. China wil bijvoorbeeld een eigen 'megaconstellatie' van 13.000 satellieten. Hoewel de plannen ervoor nog vaag zijn, moet dat satellietenstelsel worden gebruikt om gebieden met geen of een slechte verbinding te voorzien van internet. Vergeleken met China zijn de Europese ambities bescheiden. De EU spreekt van een honderdtal satellieten, maar een concreet aantal wordt nog niet genoemd.

Openingsafbeelding: byakkaya / Getty Images

Sentinel-1B lifts off from Kourou, via ESA — De Sentinel-1B-missie, onderdeel van Copernicus, stijgt op vanuit Frans-Guinee. Foto: ESA

Wat zijn de plannen?

Internetsatellieten kunnen meerdere doelen dienen. Ze kunnen worden gebruikt om internet aan te bieden op plekken waar dat nog niet of nauwelijks beschikbaar is. Dat zijn er een hoop. De Verenigde Naties schatte eind vorig jaar dat zo'n 37 procent van de wereldbevolking nog nooit internet heeft gebruikt.

Dat komt neer op ruim 2,9 miljard mensen, waarvan het overgrote deel in ontwikkelingslanden woont. Van de overige 4,9 miljard mensen, die worden geteld als internetgebruikers, krijgen 'vele honderden miljoenen' slechts sporadisch toegang tot het internet, bijvoorbeeld via gedeelde apparaten of met 'verbindingssnelheden die het nut van hun internetverbinding aanzienlijk beperken', aldus de VN.

Er zijn ook geopolitieke overwegingen bij het lanceren van internetconstellaties, bijvoorbeeld voor overheden. Die willen onder andere dat hun kritieke digitale infrastructuur zo min mogelijk afhankelijk is van buitenlandse partijen.

Het plan van de Europese Commissie dient beide aspecten. Allereerst richt de EU zich op het opzetten van een beveiligd communicatienetwerk, bijvoorbeeld voor diplomatieke communicatie en voor gebruik door overheden. Daarmee is dit plan onderdeel van Europa's push om haar kritieke infrastructuur te beschermen.

Starlink render — Ter illustratie: een render van een Starlink-internetsatelliet, gemaakt door Erc X op Twitter

Politieke spanningen en onafhankelijkheid

Het satellietsysteem dat de EU voor ogen heeft, zou bijvoorbeeld volledig vanuit Europese jurisdictie aangestuurd worden. Daarmee zou de EU minder afhankelijk zijn van buitenlandse aanbieders van satellietinternet. Wat dat betreft noemt Breton de Europese 'soevereiniteit' als een van de speerpunten van het initiatief, een term die de laatste tijd vaker valt in Brussel. Europa probeert op meerdere vlakken stappen te ondernemen om minder afhankelijk te worden van niet-Europese landen. Los van de digitale infrastructuur zet de regio bijvoorbeeld in op chipproductie en de halfgeleidersector, waarvoor de Europese Commissie recent ook een miljardenplan presenteerde.

Daarbij spelen de eerdergenoemde geopolitieke spanningen een rol. Tijdens de persconferentie over de satellietplannen en een bijbehorend Space Traffic Management-pakket sprak Breton bijvoorbeeld over 'wat er dichtbij onze grenzen gebeurt'.

"We kunnen zien wat er dichtbij onze grenzen gebeurt."Daarmee doelde hij vermoedelijk op de spanningen tussen Oekraïne en Rusland, die op het moment van de persconferentie nog niet waren omgeslagen in de volledige invasie die momenteel gaande is. Wat chipproductie betreft, worden veel chips gemaakt in Azië, in landen als Taiwan en Zuid-Korea. Beide landen hebben te maken met spanningen met buurlanden.

Breton zegt ook dat het communicatienetwerk andere doelen kan dienen. Zo kunnen de satellieten gebruikt worden als back-up voor 'aardse netwerken', mochten die plat komen te liggen vanwege natuurrampen of overbelasting. Satellietinternet is ook moeilijker neer te halen middels cyberaanvallen, een actueel punt dat nu zichtbaar is bij Starlink en de Russische invasie van Oekraïne.

Breedbandinternet voor heel Europa

Daarnaast zegt de Europese Commissie dat het satellietnetwerk ook gebruikt kan worden voor commerciële doeleinden, als onderdeel van een publiek-private samenwerking. De publieke en private sectoren kunnen samen een deel van de infrastructuur bouwen en de commerciële en overheidsdelen afzonderlijk regelen. In dat opzicht kan het satellietnetwerk bijvoorbeeld gebruikt worden om mobiel en vast breedbandinternet te bieden aan Europeanen, en om het aantal zogeheten communicatie-deadzones in de EU en andere regio's te reduceren.

Ook dat is iets waar de Europese Unie al langer over rept. Als onderdeel van Europa's Digital Compass-plannen moeten alle Europese huishouden voor 2030 toegang hebben tot gigabitinternet. Hoewel de Europese Commissie gigabitinternet niet concreet noemt in de nieuwe plannen, zei Thierry Breton in 2020 al dat satellieten kunnen worden ingezet om alle Europeanen te voorzien van 'snel internet'.

Hoe wil Europa dit uitvoeren?

Om haar doelen te halen, trekt de Europese Unie 6 miljard euro uit, waaronder 2,4 miljard euro van de EU zelf. 1,6 miljard daarvan wordt geschaard onder een nieuw Secure Connectivity-programma dat tussen 2023 en 2027 moet lopen. 800 miljoen is afkomstig uit de financieringspotten van Horizon Europe, het ruimteprogramma van de EU en het Europese NDICI. Individuele lidstaten en mogelijke private partijen moeten de overige 3,6 miljard euro op tafel leggen.

Europa heeft naar eigen zeggen drie opties om de satellietplannen uit te voeren. Optie een is een volledig publiek initiatief. De tweede optie is een 'publiek-privaat initiatief' waarbij de publieke sector samenwerkt met Europese ruimtebedrijven en commerciële partijen. Optie drie is het aanschaffen van capaciteit bij een niet-Europees commercieel bedrijf. De EU geeft aan dat optie twee de voorkeur geniet, aangezien hij de beoogde combinatie van overheidscommunicatie en commerciële dienstverlening mogelijk zou maken.

Satellieten zijn erg duur

Of het beoogde bedrag van 6 miljard euro voldoende is, moet nog blijken; eerdere Europese ruimteprojecten kostten meer tijd en geld dan verwacht. Zo viel Galileo bijvoorbeeld duurder uit dan verwacht voor de Europese Commissie. Bij dat project hoopte de EU dat private partijen erin zouden investeren om commerciële diensten met deze gps-tegenhanger op te zetten. Uiteindelijk bleken veel minder bedrijven dan verwacht daartoe bereid.

Eerdere Europese ruimteprojecten kostten meer tijd en geld dan verwachtDe satellietenbusiness heeft ook hoge upfront kosten. OneWeb ging bijvoorbeeld in mei 2020 failliet na een mislukte investeringsronde, waarna het werd 'gered' via een investering van 1 miljard dollar van het Indiase telecombedrijf Bharti Airtel en de Britse overheid. Het bedrijf had vóór dat faillissement al 3,4 miljard dollar opgehaald, de helft van het Europese budget, en daarmee een netwerk met 74 satellieten gelanceerd. Het bedrijf heeft inmiddels nog eens 2,7 miljard dollar aan investeringen binnengehaald en heeft sinds februari 428 van zijn beoogde 648 satellieten in een baan om de aarde.

Elon Musk noemde verder de eerste generatie Starlink eind vorig jaar 'financieel zwak', hoewel hij wel verwacht dat dit met Starlink V2 verbetert. Het internetsatellietennetwerk moet uiteindelijk een grote inkomstenbron van SpaceX worden. De topman zei in juni dat hij verwacht de komende jaren tot 30 miljard dollar te investeren in Starlink. Hij meldde daarbij dat hij denkt 5 tot 10 miljard dollar in het netwerk te moeten steken voordat het een volledig positieve cashflow bereikt. Daarbij mag wel gezegd worden dat de constellatie van Starlink vele maten groter is dan het satellietenstelsel dat Europa wil lanceren.

Hoe moet de constellatie eruitzien en waarvoor wordt hij precies gebruikt?

Qua technische details zijn de plannen nog niet erg uitgebreid, aangezien ze zich nog in een vroeg stadium bevinden. Het voorstel en de persconferentie schetsen wel een beeld. Thierry Breton vertelde aan journalisten dat het gaat om een constellatie in low-earth orbit, op 450 tot 500 kilometer afstand van de aarde. De specifieke aardbaan is nog niet vastgelegd, maar Breton spreekt wel van een polar orbit, die van noord naar zuid beweegt.

De constellatie moet bestaan uit een honderdtal 'kleine' satellieten, maar een concreet aantal is ook nog niet bekend. Volgens Breton moet het netwerk uiteindelijk voldoende zijn om alle 27 Europese lidstaten te dekken. Ook de twee poolgebieden moeten gedekt worden, voor exploratie en wetenschap, en Afrika moet eveneens worden aangesloten op het satellietnetwerk. In totaal moet de constellatie daarmee regio's dekken die over vier tijdzones zijn verdeeld.

Volgens de EU moet deze constellatie toegang bieden tot mobiel en vast breedbandinternet, met satelliettrunking voor business-to-business-diensten. De Commissie spreekt daarnaast van gebruiksscenario's als edge computing en de aansturing van zelfrijdende auto's en iot-apparaten. De satellieten zouden ook het signaal van Galileo kunnen versterken en kunnen functioneren als relay voor data van Copernicus.

EU Secure Connectivity-satellieten — Het Secure Connectivity-satellietenplan van de EU

Voor overheden kan het systeem, zoals gezegd, worden ingezet voor beveiligde diplomatieke communicatie, bijvoorbeeld tussen ambassades, leden van Europol en beheerders van lucht-, weg- en spoorweginfrastructuur. Daarbij wordt ook gesproken over gebruik voor surveillancedoeleinden zoals grensbewaking. De constellatie kan volgens de EU ook worden gebruikt voor crisisbeheer, bijvoorbeeld voor humanitaire hulp of voor reddingsoperaties bij noodsituaties op zee.

De invulling van de infrastructuur wordt ook benoemd in het voorstel, maar is nog weinig concreet. Uiteraard moet het systeem bestaan uit de satellieten zelf, componenten voor de ontvangst en het versturen van cryptografische sleutels, een infrastructuur voor het monitoren van de netwerkbeveiliging, en een infrastructuur voor het leveren van diensten naar eindgebruikers.

Deelnemers aan de commerciële tak van het initiatief zouden bepaalde delen van de infrastructuur kunnen delen om zo samen te kosten te dragen. Dat is los van de componenten die specifiek bedoeld zijn voor overheidsgebruik. De private sector zou daarbij zelf aanvullende infrastructuurelementen kunnen financieren en bouwen om commerciële diensten te verlenen, bijvoorbeeld voor het aanbieden van internet. Welke bedrijven dergelijke diensten zouden gaan aanbieden, is niet bekend.

Lancering van eigen bodem

Verdere details zijn nog amper bekend. Het voorstel noemt bijvoorbeeld niet welke bedrijven het netwerk zullen bouwen, hoewel het voor de hand ligt dat het eerdergenoemde consortium dat onderzoek deed naar een Europees satellietennetwerk daar een rol in zal spelen. Daarin zitten bijvoorbeeld telecomproviders, satellietfabrikanten en aanbieders van lanceringsdiensten.

Zo is het mogelijk dat Arianespace de satellieten zal lanceren. Hoewel ook dat niet concreet wordt benoemd in de plannen, is dit een van de bedrijven uit het consortium. Ook heeft dat bedrijf eerder onder meer Galileo-satellieten en internetsatellieten voor OneWeb gelanceerd. Arianespace is daarmee al jarenlang ervaren in satellietlanceringen met zijn betrouwbare Ariane 5-raket, hoewel het bedrijf de laatste jaren minder interessant is geworden vanwege de relatief hoge kosten. Lanceringen met Ariane 5-raketten zijn bijna drie keer duurder dan met de herbruikbare Falcon 9-raketten van SpaceX, schrijft ook Politico.

Een nieuwe generatie raketten die goedkoper zijn te lanceren, Ariane 6, staat na twee jaar vertraging overigens op de planning voor later dit jaar, ruim op tijd voor dit nieuwe project. Ook de Ariane 6 zou overigens nog wat duurder zijn dan Falcon 9, hoewel de kosten flink moeten dalen. Het Franse bedrijf werkt inmiddels ook aan een herbruikbare draagraket, genaamd Maia, die in 2026 gereed moet zijn. De Franse minister Bruno le Maire zegt dat ArianeGroup hiermee een 'slechte strategische keuze' om zich te richten op niet-herbruikbare raketten goed wil maken.

De constellatie heeft nog geen naam. Een naam van een bekende astronoom ligt voor de hand, gelet op eerdere Europese satellietsystemen als Galileo en Copernicus. Dat is echter niet bevestigd. Eurocommissaris Breton vertelde journalisten dat Europa al verschillende potentiële namen heeft bedacht, waaronder Afrikaanse namen, aangezien de constellatie ook dat continent zal dekken. Hij suggereerde ook dat de EU een naamgevingswedstrijd zal organiseren.

Het is ook nog niet duidelijk op welke frequentiespectrum het netwerk wordt gebouwd. Breton claimt dat dat geen probleem vormt: "We weten waar we deze frequentie kunnen vinden." De Eurocommissaris zegt dat met lidstaten en deelnemende bedrijven zal worden gediscussieerd over het frequentiegebruik.

Wel zeggen Europese politici dat er gebruik moet worden gemaakt van 'quantumtechnologie' voor het versleutelen van communicatie via het netwerk. Dat zou gebruikt kunnen worden voor overheidscommunicatie, maar wellicht ook voor bepaalde commerciële diensten. Daarbij wordt een ander Europees initiatief, EuroQCI, betrokken. Dat initiatief bestaat sinds 2019 en werkt aan het opzetten van quantuminfrastructuur voor Europa. De EU wees vorig jaar bijvoorbeeld een consortium van bedrijven aan dat onderzoek moet doen naar het opzetten van een quantumcommunicatiesysteem voor in de ruimte. Hier werken bedrijven als Airbus aan mee.

Kritiek, klimaat en ruimtebotsingen

De Europese Commissie zet het voorstel door, ondanks kritiek vanuit haar eigen toezichthouder die oordeelt over de kwaliteit van wetsvoorstellen. De interne toezichthouder van de Commissie heeft tweemaal een negatief advies gegeven over het voorstel om Europese internetsatellieten te lanceren. Het eerste voorstel werd op 11 oktober ingediend bij deze Regulatory Scrutiny Board en daar vervolgens afgewezen. Het voorstel werd aangepast en op 21 december opnieuw ingediend, met een daaropvolgende tweede afwijzing op 12 januari.

De toezichthouder haalde daarbij onder meer aan dat de Commissie andere opties onvoldoende in overweging heeft genomen. Daarmee zijn goedkopere opties, zoals het huren van netwerkcapaciteit bij een bestaande commerciële provider of het aanleggen van een aards netwerk, onterecht bij voorbaat uitgesloten, vond de toezichthouder. Deze raad vond ook dat het voorstel onvoldoende toelichtte hoe het programma zou passen binnen de doelstellingen van de klimaatwet.

Het is ongebruikelijk dat een voorstel na twee negatieve beoordelingen van de toezichthouder wordt aangenomen. In zulke gevallen mag de vicepresident voor interinstitutionele relaties van de Commissie echter alsnog het startschot geven. Deze vicepresident, Maros Sefcovic, besloot dat te doen. Dat werd gedaan wegens 'het politieke belang' van het satellietprogramma, blijkt uit het voorstel, waarbij werd beschreven dat er dringend actie moet worden ondernomen.

Beleidswijzigingen en klimaatimpact

De Commissie heeft wel enkele wijzigingen doorgevoerd in het voorstel, op basis van de feedback van de toetsingsraad. In het voorstel wordt vermeld dat de wijzigingen door de Europese Commissie worden beschouwd als 'een bevredigende oplossing voor de geconstateerde tekortkomingen'. Zo wordt toegezegd om kleinere bedrijven te betrekken bij het opbouwen van het systeem. Dat moet de Europese ruimtesector ten goede komen.

In het voorstel wordt ook erkend dat het ontwikkelen van een nieuwe "Er moet dringend actie worden ondernomen."satellietinfrastructuur 'een milieueffect' zal hebben als gevolg van de fabricage en lancering van de constellatie. De Commissie stelt daarbij dat de productie van ruimtevaartuigen 'geen aanzienlijke broeikasgassen uitstoot' in vergelijking met andere industrieën. In het voorstel lijkt de Europese Commissie weinig concrete verantwoording te geven voor de klimaatimpact van de lanceringen. De Commissie spreekt wel over het instellen van 'een regeling ter compensatie van de CO₂-uitstoot die wordt veroorzaakt door de lancering van de infrastructuur'. Die regeling moet worden opgenomen in de uiteindelijke overeenkomst voor het bouwen van de constellatie.

De EU zegt verder zich aan nationale en internationale regels omtrent het lanceren van satellieten te houden. "De ontwikkeling zou voldoen aan de internationale normen inzake de bescherming van het ruimtemilieu en de richtsnoeren van het IADC inzake de beperking van brokstukken in de ruimte, naast de bestaande nationale wetgeving", luidt het voorstel. De Commissie claimt verder dat het satellietsysteem bijvoorbeeld kan worden gebruikt voor maritieme surveillance, om milieuvervuiling op te sporen. Het systeem kan ook communicatiecapaciteit bieden als aardse infrastructuur wordt verstoord door 'overstromingen, orkanen of andere weersverschijnselen die het gevolg zijn van klimaatverandering', zegt de EU.

'Space traffic management' om ruimtebotsingen te voorkomen

Er zijn ook meer algemene bezwaren over het inzetten en lanceren van satellietenconstellaties, los van de kritiek van de toezichthouder. Met al die bedrijven en landen die satellieten lanceren, wordt het bijvoorbeeld erg druk in low-earth orbit. Dat brengt ook risico's met zich. NASA stuurde in februari bijvoorbeeld een brief naar de FCC over de beoogde tweede generatie Starlink-satellieten, waarin de ruimtevaartorganisatie waarschuwt voor het risico op botsingen in de ruimte als er te veel satellieten in een lage aardbaan worden gebracht. Zo kunnen satellieten tegen elkaar aan botsen. De brokstukken die zo'n botsing veroorzaakt, kunnen ook weer botsingen veroorzaken.

NASA ruimterommel in lage aardbaan — Ruimtebrokstukken in low-earth orbit.
Bron: NASA

"Er worden momenteel 25.000 objecten in een baan om de aarde gevolgd. Ongeveer 6.100 van die objecten hebben een baan die lager is dan 600km", zegt NASA. "De Gen2-uitbreiding van SpaceX zou het aantal gevolgde objecten in een baan om de aarde meer dan verdubbelen en het aantal objecten onder de 600km meer dan vervijfvoudigen, zonder rekening te houden met de groei van andere voorgestelde constellaties." Volgens de ruimtevaartorganisatie vormt die toename een extra risico op botsingen. "NASA verwacht dat huidige en geplande wetenschappelijke missies, evenals bemande ruimtevluchten, een toename van het aantal botsingen zullen zien."

Ook de EU geeft aan dat er steeds meer objecten in een lage aardbaan zitten en verwacht dat de komende tien jaar al 20.000 satellietlanceringen op de planning staan. Om daarmee om te gaan, beoogt de regio een EU Space Traffic Management-pakket, waarover ook al langer wordt gesproken.

Dit pakket is bedoeld om botsingen in de ruimte te voorkomen, bijvoorbeeld door Europa's surveillanceprogramma voor het volgen van ruimtebrokstukken te verbeteren. Dat programma bestaat al en verstrekt informatie aan Europese satelliet-operators, maar is daarvoor grotendeels afhankelijk van informatie uit de VS. Het programma roept ook op tot de ontwikkeling van geautomatiseerde systemen voor het vermijden van botsingen en 'het gebruik van kunstmatige intelligentie en quantumtechnologie'.

"NASA verwacht dat we een toename in het aantal botsingen zullen zien."Daarbij hoopt de EU internationale overeenkomsten over het beheer van space traffic management te bereiken met dit pakket, bijvoorbeeld via de VN. De EU wil ook Europese richtlijnen en standaarden voor het beheer van ruimteverkeer ontwikkelen. De Europese Commissie verduidelijkt echter nog niet wat die richtlijnen in moeten houden. De wetgeving zelf zal ook nog op zich laten wachten. De Europese Commissie hoopt 'voor het einde van 2024' met een wetsvoorstel te komen.

Hoe nu verder?

De Europese Commissie heeft het voorstel voor satellietinternet aangenomen, maar dat betekent niet dat het initiatief meteen kan opstarten. Eerst moeten het Europese Parlement en de lidstaten zich nog over het voorstel buigen.

Pas als dat is gebeurd en de partijen akkoord zijn, kan de ontwikkeling van een satellietensysteem beginnen. De verwachting is dat er voldoende draagvlak is om het voorstel aan te nemen. Het Duitse Handelsblatt schrijft bijvoorbeeld dat het Europarlement, Duitsland en Frankrijk positief naar het voorstel kijken.

Mits het voorstel wordt aangenomen, beginnen de eerste ontwikkelingen en deployments vanaf 2023, zo zegt de EU. De eerste tests met in-orbit quantumcryptografie moeten in 2025 plaatsvinden. Tegen 2028 moet het systeem volledig online zijn.