Rendu artistique du système de communications optiques apportant des capacités de communications laser vers la Lune à bord du vaisseau spatial Orion de la NASA pendant Artemis II. Crédit : NASA
NASALe programme Artemis de fait progresser les technologies de communication laser avec des partenariats avec le secteur privé, conduisant à des taux de transmission de données plus élevés pour les missions spatiales. Cette innovation, cruciale pour les futures explorations lunaires et martiennes, promet un transfert de données plus efficace et plus rapide.
La NASA travaille avec des partenaires du secteur privé et des petites entreprises sous la direction d’Artemis pour produire des systèmes de communication laser évolutifs, abordables et avancés qui pourraient permettre une plus grande exploration et découverte au-delà de la Terre pour le bénéfice de tous.
Les communications laser, ou optiques, offrent aux missions des débits de données accrus, ce qui signifie que les missions utilisant la technologie laser peuvent envoyer et recevoir plus d’informations en une seule transmission par rapport à celles utilisant des ondes radio traditionnelles. Lorsqu’un vaisseau spatial utilise des communications laser pour envoyer des informations, la lumière infrarouge regroupe les données en ondes plus serrées afin que les stations au sol sur Terre puissent recevoir davantage de données à la fois. Les systèmes de communication laser peuvent fournir des débits de données 10 à 100 fois supérieurs à ceux des systèmes radio utilisés aujourd’hui par les missions spatiales.
À mesure que les instruments scientifiques évoluent pour capturer des données haute définition, les missions auront besoin de moyens accélérés pour transmettre les informations à la Terre. Il faudrait environ neuf semaines pour transmettre une carte complète de Mars retour sur Terre avec les systèmes de radiofréquence actuels. Avec les lasers, cela ne prendrait que neuf jours environ.
Faire progresser les technologies laser
Grâce à une collaboration entre petites entreprises, le programme de communications et de navigation spatiales (SCaN) de la NASA a financé le développement réussi d’une nouvelle technologie laser. Développé par Fibertek Inc., le terminal laser optique Basestation est une unité laser à quatre canaux qui pourrait permettre la transmission de communications à haute puissance vers la Lune pendant le test en vol Artemis II. Artemis II enverra un équipage de quatre astronautes en voyage autour de la Lune et les ramènera en toute sécurité, ouvrant ainsi la voie à de futures missions d’exploration humaine à long terme sur la surface lunaire, et éventuellement sur Mars.
Connue sous le nom de système de communications optiques Orion Artemis II, la démonstration Artemis II utilisera les communications laser pour transmettre des images et des vidéos haute résolution de la région lunaire à deux stations au sol. L’une des deux stations au sol, située au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, est le terminal optique à faible coût.
Le terminal optique à faible coût du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, utilise du matériel commercial disponible dans le commerce ou légèrement modifié pour réduire les dépenses liées à la mise en œuvre de la technologie de communication laser. Crédit : NASA
En septembre 2023, la technologie de Fibertek a été intégrée à la station terrestre terminale à faible coût de la NASA et testée avec succès. Le terminal optique à faible coût de la NASA est un télescope d’environ 27 pouces de diamètre composé principalement de pièces disponibles dans le commerce. L’utilisation de composants commerciaux est plus rentable que le développement de matériel personnalisé et peut également rendre une architecture évolutive pour la réplication. Le terminal optique à faible coût servira de modèle pour les futures stations au sol.
« Les communications laser, axées sur les liaisons directes vers la Terre, constituent une technologie en pleine maturité qui est essentielle pour que la NASA puisse répondre à ses futurs besoins en matière de capacité de communication et de navigation. À mesure que nous perfectionnons toute technologie, il est essentiel d’établir et de soutenir une chaîne d’approvisionnement nationale saine », a déclaré le Dr Jason Mitchell, directeur de la division des technologies avancées de communication et de navigation du SCaN au siège de la NASA à Washington. « Les petites entreprises américaines jouent un rôle clé dans cette chaîne, et notre engagement avec Fibertek Inc. est un exemple de ce processus. »
Le centre de recherche Glenn de la NASA à Cleveland et le programme de recherche sur l’innovation dans les petites entreprises de la NASA ont financé le développement du terminal laser optique Basestation. Par l’intermédiaire de l’America’s Seed Fund, la NASA fournit aux petites entreprises un financement fédéral de démarrage pour les technologies innovantes visant à faire progresser les missions de l’agence.
« L’investissement de la NASA dans le développement de cette technologie est gagnant-gagnant pour l’agence et Fibertek, ainsi que pour tout autre futur intégrateur ou développeur de systèmes souhaitant utiliser la technologie de communication laser », a déclaré Nang Pham, chef de projet pour les petites entreprises de SCaN. à la NASA Glenn.
Alors que la NASA se prépare à renvoyer des humains sur la Lune pour la première fois en 50 ans, les nouvelles technologies laser permettront des systèmes de communication laser plus efficaces, élargissant ainsi les connaissances de l’humanité sur notre Lune et ce qui se trouve au-delà.
