Les communications radiofréquences dans l'espace lointain sont confrontées à des limitations dues à la faible bande passante et au besoin croissant de débits de transmission de données élevés. Les systèmes laser ou optiques offrent la possibilité de s'affranchir de ces contraintes. La NASA a testé les communications laser sur des distances extrêmes et a démontré la faisabilité de communications à haut débit dans l'espace lointain en transmettant vers la Terre, via laser, une vidéo en ultra haute définition depuis la sonde Psyche, située à 32 millions de kilomètres de la Lune. Cette sonde voyage actuellement vers l' astéroïde Psyche, riche en métaux et situé dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. Il s'agissait de la première démonstration de communications optiques au-delà de la Lune. L'antenne du réseau DSN (Deep Space Network) a reçu des signaux radiofréquences et des signaux laser proche infrarouge.
Les communications spatiales lointaines s'effectuent principalement par radiofréquences. Cependant, les systèmes basés sur les radiofréquences ne peuvent répondre aux besoins actuels et futurs de communication du secteur spatial , compte tenu de la bande passante limitée et de la demande croissante de débits de transmission de données élevés.
En revanche, les communications optiques ou laser offrent de nombreux avantages : large bande passante, débits de données élevés et terminaux compacts, légers et économes en énergie. Elles permettent d’augmenter les débits de données de 10 à 100 fois la capacité des systèmes radio les plus sophistiqués actuellement utilisés, et ainsi de s’affranchir des contraintes de communication. Il est donc impératif de développer les communications optiques pour les communications spatiales à haut débit , capables de répondre aux futurs besoins de transmission de données interplanétaires.
L'expérience DSOC ( Deep Space Optical Communications) est une charge utile de démonstration technologique embarquée à bord de la sonde Psyche, qui voyage actuellement dans l' espace lointain vers l'astéroïde Psyche , riche en métaux et situé dans la ceinture d'astéroïdes entre Mars et Jupiter. En décembre 2023, elle a démontré la capacité de communication à haut débit dans l'espace lointain en transmettant vers la Terre, via un laser, une vidéo en ultra haute définition depuis une distance de 32 millions de kilomètres. Il s'agissait de la première démonstration de communication optique au-delà de la Lune.
Le réseau Deep Space Network (DSN) est un ensemble d'installations réparties dans le monde entier permettant de communiquer avec des engins spatiaux explorant le système solaire. Une antenne expérimentale de ce réseau a reçu des signaux radio et laser émis par la sonde Psyche dans l'espace lointain. Cela suggère que les antennes du DSN, qui communiquent actuellement avec les engins spatiaux par ondes radio, pourraient être adaptées aux communications laser.
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Références:
- Karmous S., et al 2022. Comment les communications optiques peuvent-elles façonner l'avenir des communications dans l'espace lointain ? Un sondage. Pré-imprimer arXiv. EST CE QUE JE: https://doi.org/10.48550/arXiv.2212.04933
- Robinson BS, 2023. Communications optiques pour l'exploration spatiale et la science. Conférence sur les communications par fibre optique 2023.
- La démonstration technique de la NASA diffuse la première vidéo depuis l'espace lointain via un laser. Publié le 18 décembre 2023. Disponible sur https://www.nasa.gov/directorates/stmd/tech-demo-missions-program/deep-space-optical-communications-dsoc/nasas-tech-demo-streams-first-video-from-deep-space-via-laser/
- NASA. Actualités – La nouvelle antenne expérimentale de la NASA suit le laser de l'espace lointain. Publié le 08 février 2024. Disponible sur https://www.nasa.gov/technology/space-comms/deep-space-network/nasas-new-experimental-antenna-tracks-deep-space-laser/
- Communications optiques dans l'espace lointain (DSOC) https://www.nasa.gov/mission/deep-space-optical-communications-dsoc/
- Mission Psyché. https://science.nasa.gov/mission/psyche/
- Réseau spatial profond (DSN) de la NASA https://www.jpl.nasa.gov/missions/dsn
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 antenna received both radio frequency and near-infrared laser signals.){kind=link}