Haut débit pour Mars : un coup de pouce laser pour les communications dans l'espace lointain de la NASA

Par Jet Propulsion Laboratory31 août 2023

Lancé cet automne, le projet Deep Space Optical Communications (DSOC) de la NASA devrait explorer les capacités des lasers à améliorer la transmission des données spatiales.

NASAEstablished in 1958, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) is an independent agency of the United States Federal Government that succeeded the National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). It is responsible for the civilian space program, as well as aeronautics and aerospace research. Its vision is "To discover and expand knowledge for the benefit of humanity." Its core values are "safety, integrity, teamwork, excellence, and inclusion." NASA conducts research, develops technology and launches missions to explore and study Earth, the solar system, and the universe beyond. It also works to advance the state of knowledge in a wide range of scientific fields, including Earth and space science, planetary science, astrophysics, and heliophysics, and it collaborates with private companies and international partners to achieve its goals." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">NASA is testing technologies in space and on the ground that could increase bandwidth to transmit more complex science data and even stream video from MarsMars is the second smallest planet in our solar system and the fourth planet from the sun. It is a dusty, cold, desert world with a very thin atmosphere. Iron oxide is prevalent in Mars' surface resulting in its reddish color and its nickname "The Red Planet." Mars' name comes from the Roman god of war." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Mars.

Prévu pour être lancé cet automne, le projet Deep Space Optical Communications (DSOC) de la NASA testera comment les lasers pourraient accélérer la transmission des données bien au-delà de la capacité des systèmes de radiofréquences actuellement utilisés dans l'espace. Ce que l'on appelle une démonstration technologique, le DSOC pourrait ouvrir la voie à des communications à large bande qui contribueront au prochain pas de géant de l'humanité : lorsque la NASA enverra des astronautes sur Mars.

L'émetteur-récepteur laser proche infrarouge DSOC (un appareil capable d'envoyer et de recevoir des données) « s'ajoutera » à la mission Psyché de la NASA lors de son lancement sur un astéroïde riche en métaux du même nom en octobre. Au cours des deux premières années du voyage, l'émetteur-récepteur communiquera avec deux stations au sol du sud de la Californie, testant des détecteurs très sensibles, de puissants émetteurs laser et de nouvelles méthodes pour décoder les signaux que l'émetteur-récepteur envoie depuis l'espace lointain.

L'émetteur-récepteur de vol Deep Space Optical Communications (DSOC) se trouve à l'intérieur d'un grand parasol et d'un télescope en forme de tube sur le vaisseau spatial Psyché, comme on le voit ici dans une salle blanche du JPL. Une photo antérieure, en médaillon, montre l’ensemble émetteur-récepteur avant son intégration au vaisseau spatial. Crédit : NASA/JPL-Caltech

La NASA se concentre sur la communication laser, ou optique, en raison de sa capacité à dépasser la bande passante des ondes radio, sur laquelle l'agence spatiale s'appuie depuis plus d'un demi-siècle. Les communications radio et laser proche infrarouge utilisent des ondes électromagnétiques pour transmettre des données, mais la lumière proche infrarouge regroupe les données en ondes beaucoup plus serrées, permettant aux stations au sol de recevoir davantage de données à la fois.

"DSOC a été conçu pour démontrer une capacité de retour de données 10 à 100 fois supérieure aux systèmes radio de pointe utilisés aujourd'hui dans l'espace", a déclaré Abi Biswas, technologue du projet DSOC au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud. "Les communications laser à large bande passante pour l'orbite proche de la Terre et pour les satellites en orbite autour de la Lune ont fait leurs preuves, mais l'espace lointain présente de nouveaux défis."

Il y a plus de missions que jamais à destination de l’espace lointain, et elles promettent de produire exponentiellement plus de données que les missions précédentes sous la forme de mesures scientifiques complexes, d’images haute définition et de vidéos. Des expériences comme DSOC joueront donc un rôle crucial en aidant la NASA à faire progresser les technologies qui pourront être utilisées régulièrement par les engins spatiaux et les systèmes au sol à l’avenir.