La NASA a réalisé une percée dans la communication dans l’espace lointain en transmettant une vidéo haute définition à 30 millions de kilomètres, ouvrant la voie à une transmission avancée de données dans l’exploration spatiale. Crédit : NASA/JPL-Caltech
La vidéo, mettant en vedette un chat nommé Taters, a été renvoyée à près de 30 millions de kilomètres par NASAdémonstration de communications laser, marquant une étape historique.
Le 11 décembre, l’expérience Deep Space Optical Communications de la NASA a diffusé une vidéo en streaming ultra haute définition à une distance record de 19 millions de miles (31 millions de kilomètres, soit environ 80 fois la distance Terre-Lune). Cette étape importante fait partie d’une démonstration technologique de la NASA visant à diffuser des vidéos à très haut débit et d’autres données depuis l’espace lointain, permettant ainsi de futures missions humaines au-delà de l’orbite terrestre.
« Cette réalisation souligne notre engagement à faire progresser les communications optiques en tant qu’élément clé pour répondre à nos futurs besoins en matière de transmission de données », a déclaré Pam Melroy, administratrice adjointe de la NASA. « L’augmentation de notre bande passante est essentielle pour atteindre nos futurs objectifs d’exploration et scientifiques, et nous attendons avec impatience les progrès continus de cette technologie et la transformation de la façon dont nous communiquons lors des futures missions interplanétaires. »
Les membres de l’équipe DSOC réagissent à la première vidéo en streaming haute définition envoyée par laser depuis l’espace lointain le 11 décembre au Jet Propulsion Laboratory de la NASA. Envoyée par l’émetteur-récepteur DSOC à bord du vaisseau spatial Psyché, à près de 30 millions de kilomètres de la Terre, la vidéo présente un chat nommé Taters. Crédit : NASA/JPL-Caltech
La démo a transmis la vidéo de test de 15 secondes via un instrument de pointe appelé émetteur-récepteur laser de vol (voir image ci-dessous). Le signal vidéo a mis 101 secondes pour atteindre la Terre, envoyé au débit binaire maximum du système de 267 mégabits par seconde (Mbps). Capable d’envoyer et de recevoir des signaux dans le proche infrarouge, l’instrument a envoyé un laser codé dans le proche infrarouge au télescope Hale de l’observatoire Palomar de Caltech, dans le comté de San Diego, en Californie, où il a été téléchargé. Chaque image de la vidéo en boucle a ensuite été envoyée « en direct » au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud, où la vidéo a été diffusée en temps réel.
L’émetteur-récepteur laser de vol de démonstration de la technologie Deep Space Optical Communications (DSOC) est présenté au Jet Propulsion Laboratory de la NASA en Californie du Sud en avril 2021, avant d’être installé à l’intérieur de son enceinte en forme de boîte qui a ensuite été intégrée au vaisseau spatial Psyche de la NASA. L’émetteur-récepteur se compose d’un émetteur laser proche infrarouge pour envoyer des données à haut débit vers la Terre, et d’une caméra sensible de comptage de photons pour recevoir des données à faible débit transmises par le sol. L’émetteur-récepteur est monté sur un ensemble de supports et d’actionneurs – illustré sur cette photographie – qui stabilise l’optique des vibrations du vaisseau spatial. Crédit : NASA/JPL-Caltech
La démonstration de communications laser, lancée avec la mission Psyché de la NASA le 13 octobre, est conçue pour transmettre des données depuis l’espace lointain à des débits 10 à 100 fois supérieurs à ceux des systèmes de radiofréquence de pointe utilisés aujourd’hui par les missions dans l’espace lointain. Alors que Psyché se dirige vers la ceinture d’astéroïdes principale entre Mars et Jupiter, la démonstration technologique enverra des signaux à haut débit jusqu’à la plus grande distance entre la planète rouge et la Terre. Ce faisant, il ouvre la voie à des communications à débit de données plus élevé, capables d’envoyer des informations scientifiques complexes, des images haute définition et des vidéos à l’appui du prochain pas de géant de l’humanité : envoyer des humains sur Mars.
« L’un des objectifs est de démontrer la capacité de transmettre de la vidéo à large bande sur des millions de kilomètres. Rien sur Psyche ne génère de données vidéo, nous envoyons donc généralement des paquets de données de test générées de manière aléatoire », a déclaré Bill Klipstein, chef de projet de la démo technique chez JPL. « Mais pour rendre cet événement important plus mémorable, nous avons décidé de travailler avec les concepteurs du JPL pour créer une vidéo amusante, qui capture l’essence de la démo dans le cadre de la mission Psyché. »
Cette vidéo ultra haute définition de 15 secondes mettant en vedette un chat nommé Taters a été diffusée via laser depuis l’espace lointain par la NASA le 11 décembre 2023. Elle faisait partie de la démonstration technologique connue sous le nom de Deep Space Optical Communications (DSOC), qui est jointe. au vaisseau spatial Psyché voyageant vers la ceinture d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Les graphiques superposés sur le chat tigré orange illustrent plusieurs fonctionnalités de la démo technique, telles que la trajectoire orbitale de Psyché et des informations techniques sur le laser. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Fréquence féline
Mise en ligne avant le lancement, la courte vidéo en ultra haute définition présente un chat tigré orange nommé Taters, l’animal de compagnie d’un employé du JPL, poursuivant un pointeur laser, avec des graphiques superposés. Les graphiques illustrent plusieurs fonctionnalités de la démo technique, telles que la trajectoire orbitale de Psyché, le dôme du télescope de Palomar et des informations techniques sur le laser et son débit binaire de données. La fréquence cardiaque, la couleur et la race de Tater sont également affichées.
« Malgré la transmission à des millions de kilomètres de distance, il a pu envoyer la vidéo plus rapidement que la plupart des connexions Internet haut débit », a déclaré Ryan Rogalin, responsable de l’électronique du récepteur du projet au JPL. « En fait, après avoir reçu la vidéo à Palomar, elle a été envoyée au JPL via Internet, et cette connexion était plus lente que le signal provenant de l’espace lointain. Le DesignLab du JPL a fait un travail incroyable en nous aidant à présenter cette technologie – tout le monde aime Taters.
Un écran d’ordinateur dans la zone de support de mission montre Taters le chat dans une image fixe de la première vidéo en streaming haute définition envoyée par laser depuis l’espace lointain, ainsi que le flux de données entrant fournissant les images de la vidéo. Crédit : NASA/JPL-Caltech
Il existe également un lien historique : à partir de 1928, une petite statue du personnage de dessin animé populaire Félix le chat a été présentée dans des émissions de test télévisées. Aujourd’hui, les vidéos et les mèmes de chats font partie des contenus les plus populaires en ligne.
Jalon après Jalon
Cette dernière étape intervient après l’atteinte des « premières lueurs » le 14 novembre. Depuis lors, le système a démontré des vitesses de liaison descendante de données plus rapides et un pointage accru. précision lors de ses caisses hebdomadaires. Dans la nuit du 4 décembre, le projet a démontré des débits descendants de 62,5 Mbps, 100 Mbps et 267 Mbps, ce qui est comparable aux vitesses de téléchargement Internet haut débit. L’équipe a pu télécharger un total de 1,3 térabits de données pendant cette période. À titre de comparaison, la mission Magellan de la NASA Vénus a transmis 1,2 térabits pendant toute sa mission de 1990 à 1994.
« Lorsque nous avons atteint les premières lueurs du jour, nous étions excités, mais aussi prudents. Il s’agit d’une nouvelle technologie et nous expérimentons son fonctionnement », a déclaré Ken Andrews, responsable des opérations aériennes du projet au JPL. «Mais maintenant, avec l’aide de nos collègues de Psyché, nous nous habituons à travailler avec le système et pouvons nous verrouiller sur le vaisseau spatial et les terminaux au sol plus longtemps qu’auparavant. Nous apprenons quelque chose de nouveau à chaque passage en caisse.
Les membres de l’équipe JPL posent après la réception de la première vidéo ultra-HD diffusée depuis l’espace lointain. Les membres de l’équipe distante (y compris Taters le chat) apparaissent sur l’écran de la réunion. Debout, de gauche à droite : Dan Goods, Abi Biswas, Ryan Rogalin, Meera Srinivasan, Bill Klipstein, Oliver Lay et Christine Chen. Crédit : NASA/JPL-Caltech
En savoir plus sur la mission
La démonstration de communications optiques dans l’espace profond est la dernière d’une série de démonstrations de communications optiques financées par le programme de missions de démonstration technologique (TDM) de la direction des missions de technologie spatiale de la NASA et soutenues par le programme SCaN (Space Communications and Navigation) de la NASA au sein de la mission d’opérations spatiales de l’agence. Direction.
La mission Psyché est dirigée par l’Arizona State University. JPL est responsable de la gestion globale de la mission, de l’ingénierie système, de l’intégration et des tests, ainsi que des opérations de la mission. Psyché est la 14e mission sélectionnée dans le cadre du programme Discovery de la NASA relevant de la Direction des missions scientifiques, gérée par le Marshall Space Flight Center de l’agence à Huntsville, en Alabama. Le programme de services de lancement de la NASA, basé au Kennedy Space Center de l’agence en Floride, a géré le service de lancement. Maxar Technologies de Palo Alto, en Californie, a fourni le châssis du vaisseau spatial à propulsion électrique solaire de haute puissance.
