Le nouveau laser de la NASA pourrait révolutionner la communication spatiale
L’utilisation de lasers invisibles dans l’espace peut sembler sortir de la science-fiction, mais elle est bien réelle.
La prochaine démonstration de relais de communication laser de la NASA pourrait révolutionner la façon dont l’agence communique avec les futures missions à travers le système solaire.
Selon l’agence, ces lasers pourraient permettre de réaliser plus de vidéos et de photos haute définition depuis l’espace que jamais auparavant.
La mission doit être lancée en tant que charge utile à bord du satellite 6 du programme d’essais spatiaux du ministère américain de la défense le 5 décembre depuis Cap Canaveral, en Floride. La fenêtre de lancement restera ouverte de 4 h 04 à 6 h 04 (heure de l’Est) et l’agence assurera une couverture en direct du lancement sur NASA TV et son site Web.
Depuis 1958, la NASA utilise les ondes radio pour communiquer avec ses astronautes et ses missions spatiales. Bien que les ondes radio aient fait leurs preuves, les missions spatiales deviennent plus complexes et collectent plus de données qu’auparavant.
Pensez aux lasers infrarouges comme la version de communication optique de l’internet à haut débit, par opposition à l’internet commuté d’une lenteur frustrante. Les communications laser enverront des données vers la Terre depuis une orbite synchrone avec la rotation de la Terre, à 35 406 kilomètres au-dessus de la surface de la Terre, à une vitesse de 1,2 gigabits par seconde, ce qui équivaut à télécharger un film entier en moins d’une minute.
Les taux de transmission de données seront ainsi 10 à 100 fois supérieurs à ceux des ondes radio. Les lasers infrarouges, invisibles à nos yeux, ont des longueurs d’onde plus courtes que les ondes radio, ce qui leur permet de transmettre plus de données à la fois.
Avec le système d’ondes radio actuel, il faudrait neuf semaines pour renvoyer une carte complète de Mars – mais les lasers pourraient le faire en neuf jours.
Le Laser Communications Relay Demonstration est le premier système de relais laser de bout en bout de la NASA qui enverra et recevra des données de l’espace vers deux stations terrestres optiques à Table Mountain, en Californie, et Haleakalā, à Hawaï. Ces stations sont équipées de télescopes qui peuvent recevoir la lumière des lasers et la traduire en données numériques. Contrairement aux antennes radio, les récepteurs de communication laser peuvent être jusqu’à 44 fois plus petits. Comme le satellite peut à la fois envoyer et recevoir des données, il s’agit d’un véritable système bidirectionnel.
La seule perturbation de ces récepteurs laser terrestres est due aux perturbations atmosphériques, comme les nuages et les turbulences, qui peuvent interférer avec les signaux laser voyageant dans notre atmosphère. Les emplacements éloignés des deux récepteurs ont été choisis en tenant compte de ce facteur, car ils bénéficient généralement de conditions météorologiques claires à haute altitude.
Une fois la mission arrivée en orbite, l’équipe du centre d’opérations de Las Cruces, au Nouveau-Mexique, activera le relais de communication laser de démonstration et le préparera à envoyer des tests aux stations au sol.
La mission devrait passer deux ans à effectuer des tests et des expériences avant de commencer à soutenir des missions spatiales, notamment un terminal optique qui sera installé à l’avenir sur la Station spatiale internationale. Il sera capable d’envoyer des données provenant d’expériences scientifiques menées sur la station spatiale au satellite, qui les retransmettra vers la Terre.
La démonstration agit comme un satellite relais, ce qui élimine la nécessité pour les futures missions d’avoir des antennes avec une ligne de vue directe sur la Terre. Le satellite pourrait contribuer à réduire la taille, le poids et les besoins en énergie pour les communications des futurs engins spatiaux – bien que cette mission ait la taille d’un matelas géant.
Cela signifie que les futures missions pourraient être moins coûteuses à lancer et auraient de la place pour plus d’instruments scientifiques.
Parmi les autres missions en cours de développement qui pourraient tester les capacités de communication laser, citons le système de communication optique Orion Artemis II, qui permettra un flux vidéo ultra-haute définition entre la NASA et les astronautes d’Artemis s’aventurant sur la lune.
Et la mission Psyche, qui sera lancée en 2022, atteindra sa destination astéroïde en 2026. La mission étudiera un astéroïde métallique situé à plus de 241 millions de kilomètres et testera son laser de communication optique dans l’espace lointain pour envoyer des données vers la Terre.