Artemis 2 communiquera à l'aide de lasers spatiaux

Apr 16, 2023

Lorsque l'imposante fusée Space Launch System de la NASA sera lancée en novembre 2024 (si tout se passe comme prévu), la mission Artemis 2 transportera quatre astronautes et un appareil de communication de pointe aussi vital que les systèmes de survie de l'engin.

Depuis plus d'une décennie, l'agence spatiale travaille à développer une nouvelle méthode de communication basée sur les lasers infrarouges, pour remplacer ses anciens systèmes radio encombrants, qui transmettent à une fraction du débit. Une fois dans l'espace, le "O2O", le système de communication optique Orion Artemis 2 servira de lien principal entre l'équipage et le centre de contrôle de mission de la NASA à Houston.

Artemis n'atterrira pas sur la lune - le vaisseau spatial Orion est capable de rentrée atmosphérique et d'éclaboussures sur un océan terrestre, mais pas d'atterrissage sur un sol solide. Il volera autour de la lune, atteignant 40 000 milles de distance, tout en renvoyant des gigaoctets de séquences lunaires vers la Terre. L'O2O peut transmettre l'équivalent d'environ 30 films HD en streaming à la fois.

"L'idée est d'avoir des transmissions vidéo haute définition vers et depuis la Lune via des liaisons laser", explique le chef de projet de la NASA, Steven Horowitz, dans un communiqué de presse. "Si vous vous souvenez des images de la mission Apollo, elles étaient granuleuses et difficiles à voir, mais O2O permettra aux astronautes d'Artemis d'envoyer des vidéos et des images beaucoup plus vives et détaillées."

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Puisque des vies humaines dépendront, dans une certaine mesure, de la résistance de ce mode de communication dernier cri dans des conditions extrêmes, les ingénieurs ont passé de nombreuses années à le perfectionner. La première étape importante a eu lieu en 2013, lorsque le Lunar Atmosphere Dust and Environment Explorer (LADEE) en forme de canette de soda s'est envolé vers la Lune et a renvoyé vers la Terre à l'aide de lasers.

Le 18 octobre 2013, le petit engin robotique s'est connecté par laser à une station au sol du complexe White Sands de la NASA à Las Cruces, au Nouveau-Mexique, et a envoyé un flux vidéo haute définition vers et depuis la lune.

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Maintenant que la communication laser a démontré son utilité, la NASA a commencé à lancer une nouvelle infrastructure laser sur l'orbite terrestre, pour envoyer et recevoir des messages et étudier la nouvelle technologie. Entre 2014 et 2017, la Station spatiale internationale (ISS) a hébergé un système, OPALS (The Optical Payload for Lasercomm Science) qui communiquait par laser avec la Terre, en commençant par un flux HD qui disait "Hello World!"

La NASA a également lancé une poignée de petits satellites laser et un important relais capable de recevoir des messages et de les envoyer aux stations de réception de l'agence. Pour éviter la couverture nuageuse, la NASA a construit des installations (qui ressemblent à de petits observatoires) à Hawaï, en Californie et au Nouveau-Mexique, où des télescopes localisent la lumière proche infrarouge.

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L'O2O contient un petit télescope de 4 pouces et un modem pour le traitement des données, des composants qui ont déjà subi des tests rigoureux sur une "table vibrante" et dans des chambres à vide. Le modem transforme les données informatiques brutes en motifs lumineux, et vice versa - de la même manière que les anciens modems informatiques commutés transformaient de longs sites Web en son.

Les membres d'équipage utiliseront la liaison haut débit pour recevoir des instructions et transmettre des résultats expérimentaux, et comme les astronautes sur l'ISS, ils auront la capacité de diffuser des images d'eux-mêmes sur Internet depuis la Terre.

Ne vous attendez pas à ce que la communication laser dépasse de sitôt les réseaux à fibre optique - à ce jour, les premiers nécessitent des satellites pour relayer les messages ou une ligne de lumière claire.

Un système similaire peut être utile en informatique quantique, qui ne peut pas utiliser de câbles à fibres optiques sur de longues distances. Un nouveau détecteur de photons développé par des chercheurs du JPL pourrait fournir l'extrême sensibilité nécessaire.

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