La NASA franchit un pas de géant dans la communication spatiale, en démontrant l’utilité des faisceaux laser pour la transmission de messages sur de longues distances : près de 16 millions de kilomètres pour ce premier essai — l’équivalent de 40 fois la distance Terre-Lune. Il s’agit d’une première en matière de communication optique sur une telle étendue. Jusqu’à aujourd’hui, les ondes radio dominaient la communication avec les vaisseaux spatiaux lointains, mais l’utilisation de fréquences lumineuses plus élevées, comme le proche infrarouge, propose une plus grande bande passante et donc une amélioration significative de la vitesse de transmission des données.
Alors que l’humanité se dirige vers un avenir où les messages vidéo en haute définition entre Mars et la Terre sans délais considérables seront une nécessité, cette technologie montre peut-être la voie à suivre. Cette réussite, surnommée « first light » (« première lumière »), symbolise la concrétisation d’une liaison de communication innovante. Elle résulte de l’expérience de Communication Optique en Espace Lointain (DSOC) de la NASA.
La directrice des Démonstrations Technologiques de la NASA, Trudy Kortes, précise « qu’atteindre la ‘première lumière’ constitue l’un des nombreux jalons critiques de DSOC, ouvrant la voie à des communications à débits de données supérieurs permettant d’envoyer des données scientifiques, des images haute définition et de la vidéo en streaming en soutien au prochain grand bond de l’humanité ».
Il faut noter que nous utilisons déjà une technologie similaire basée sur les fibres optiques pour nos communications terrestres à haut débit, mais une adaptation pour l’espace lointain pourrait améliorer les méthodes actuelles d’envoi de données vers la Terre. En effet, la lumière infrarouge est facilement transmissible sous forme laser, ce qui, sans accélérer la lumière, canalise le faisceau et le concentre en un flux étroit. Ce dernier nécessite moins de puissance qu’un ensemble dispersé d’ondes radio et est plus difficile à intercepter.
Le projet spatial Psyche, une mission de démonstration technologique de deux ans en route vers la ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter (la ceinture principale), a franchi une étape cruciale. Grâce à son émetteur-récepteur laser embarqué, le vaisseau spatial a établi une connexion avec le télescope Hale de l’observatoire Palomar en Californie. Ce succès technologique est d’autant plus remarquable que les photons laser ont dû voyager environ 50 secondes dans l’espace, une prouesse rendue possible malgré le mouvement continu du vaisseau spatial et du télescope.
Ce succès n’était cependant pas sans ses défis. Le principal réside dans l’encodage des données dans les photons émis par le laser, un processus exigeant une série d’instruments hautement sophistiqués. Parmi ceux-ci, un réseau de détecteurs superconducteurs haute efficacité joue un rôle clé, assurant la préparation de l’information pour sa transmission et sa traduction adéquate à la réception.
Un autre défi majeur est l’ajustement en temps réel de la configuration de positionnement du système. La précision exigée pour maintenir la communication stable entre ces deux points mouvants dans l’espace souligne l’ingéniosité et l’avancée technologique de cette mission.
La mission Psyche prévoit un survol de Mars. Ce survol représente une étape importante dans le processus de validation et d’optimisation de cette technologie de communication. L’objectif est de s’assurer que la méthode est non seulement rapide, mais aussi extrêmement fiable.
L’accent sera mis sur l’affinement de la transmission des données via les photons laser et la gestion des défis inhérents au positionnement dynamique des appareils dans l’espace. Ces tests continus durant le survol de Mars permettront de recueillir des données précieuses et d’apporter les ajustements nécessaires, augmentant ainsi la robustesse et l’efficacité de la communication.
Innovation dans l’espace intersidéral
Meera Srinivasan, chef des opérations DSOC au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, a partagé son expérience sur les défis rencontrés lors du développement de cette technologie révolutionnaire. « C’était un défi redoutable, et nous avons encore beaucoup de travail à faire, mais pendant un court instant, nous avons réussi à transmettre, recevoir et décoder certaines données », a-t-elle déclaré sur le blog de la NASA, soulignant à la fois les progrès accomplis et les défis restants.
Cette mission démontre comment les progrès dans les communications optiques peuvent façonner l’avenir de la conquête spatiale. L’initiative DSOC ne se limite pas seulement à l’avancement de l’exploration spatiale ; elle a également le potentiel de tisser une véritable toile cosmique de communication. À terme, cette avancée pourrait étendre le World Wide Web à l’échelle de notre galaxie…
Vidéo présentant le système DSOC et la mission (© NASA) :