La NASA a reçu un signal à 460 millions de kilomètres ! Sommes-nous proches d'un contact avec d'autres civilisations ?
La NASA a réussi à envoyer et à recevoir un signal laser à quelque 460 millions de kilomètres de distance, un exploit record qui pourrait transformer la façon dont nous explorons l'espace et communiquons au-delà de la Terre.
L'équipe de démonstration de la technologie DSOC (Deep Space Optical Communications) de la NASA a réussi un exploit : étudier s'il est possible d'utiliser des lasers pour envoyer des messages dans l'espace lointain.
Les lasers peuvent envoyer des données à des vitesses jusqu'à 100 fois supérieures à celles des radiofréquences utilisées aujourd'hui, ce qui permet d'obtenir des données plus complexes et de haute définition, mais leur fonctionnement exige également beaucoup plus de précision.
Le projet Deep Space Optical Communications Technology Demonstration de la NASA a battu un autre record de communication laser à la mi-2024, en envoyant un signal laser de la Terre au vaisseau spatial Psyche de la NASA, à quelque 460 millions de kilomètres de distance. C'est la distance qui sépare notre planète de Mars, lorsque les deux planètes sont aussi éloignées que possible.
Peu après cette étape, le 29 juillet 2024, la démonstration technologique a conclu la première phase de ses opérations depuis son lancement à bord de Psyche le 13 octobre 2023.
« Cette étape est importante. Les communications laser exigent un très haut niveau de précision et, avant le lancement de Psyche, nous ne savions pas à quel point les performances se dégraderaient aux distances les plus éloignées », a déclaré Meera Srinivasan, responsable des opérations du projet au Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, dans le sud de la Californie. « Les techniques que nous utilisons pour le suivi et le ciblage ont maintenant été vérifiées, confirmant que les communications optiques peuvent être un moyen robuste et transformateur d'explorer le système solaire ».
L'expérience réussie qui communique beaucoup plus rapidement avec l'espace
L'expérience de communication optique dans l'espace lointain, gérée par le JPL, se compose d'un émetteur-récepteur laser volant et de deux stations au sol. Le télescope historique Hale de Caltech, à ouverture de 5 mètres, situé à l'observatoire Palomar de Caltech dans le comté de San Diego, en Californie, fait office de station de liaison descendante vers laquelle l'émetteur-récepteur laser envoie ses données depuis l'espace lointain.
Le laboratoire du télescope de communications optiques du JPL, situé à Table Mountain, près de Wrightwood, en Californie, fait office de station de liaison montante, capable de transmettre 7 kilowatts de puissance laser pour envoyer des données à l'émetteur-récepteur.
En transportant des données à des vitesses jusqu'à 100 fois supérieures à celles des radiofréquences, les lasers peuvent permettre la transmission d'informations scientifiques complexes, ainsi que d'images et de vidéos haute définition, nécessaires pour soutenir le prochain grand bond en avant de l'humanité, lorsque les astronautes se rendront sur Mars et au-delà.
Quant au vaisseau spatial, Psyche reste en bonne santé et stable, utilisant la propulsion ionique pour accélérer vers un astéroïde riche en métaux dans la ceinture principale d'astéroïdes entre Mars et Jupiter.
Un nouveau record pour la NASA
Les données de la démonstration technologique sont envoyées et reçues par Psyche sous forme de bits encodés dans la lumière proche infrarouge, qui a une fréquence plus élevée que les ondes radio. Cette fréquence plus élevée permet d'inclure plus de données dans une transmission, ce qui permet des taux de transfert de données beaucoup plus élevés.
Même lorsque Psyche se trouvait à quelque 53 millions de kilomètres (comparable au point d'approche le plus proche de Mars), la démonstration technologique a permis de transmettre des données à la vitesse maximale du système, soit 267 mégabits par seconde. Ce débit est similaire aux vitesses de téléchargement de l'internet à haut débit. Au fur et à mesure que le vaisseau spatial s'éloigne, la vitesse à laquelle il peut envoyer et recevoir des données ralentit, comme prévu.
Le 24 juin, alors que Psyche se trouvait à environ 390 millions de kilomètres de la Terre (plus de deux fois et demie la distance entre notre planète et le Soleil), le projet a atteint un taux de transmission de données soutenu de 6,25 mégabits par seconde, avec un taux maximum de 8,3 mégabits par seconde. Bien que ce débit soit nettement inférieur à la vitesse maximale de l'expérience, il est bien supérieur à ce qu'un système de communication par radiofréquence utilisant une puissance comparable peut atteindre à cette distance.
1..., 2..., 3..., essais
L'objectif des communications optiques dans l'espace lointain est de faire la démonstration d'une technologie capable de transmettre des données de manière fiable à des vitesses supérieures à celles des autres technologies de communication spatiale, telles que les systèmes à radiofréquences.
Pour atteindre cet objectif, le projet a eu l'occasion de tester des ensembles de données uniques, tels que des œuvres d'art et des vidéos haute définition, ainsi que des données techniques provenant du vaisseau spatial Psyche. Par exemple, une liaison descendante comprenait des versions numériques de l'œuvre d'art « Psyche Inspired » de l'université d'État de l'Arizona, des images des mascottes de l'équipe et une vidéo ultra HD de 45 secondes qui parodie les mires de la télévision du siècle dernier et montre des scènes de la Terre et de l'espace.
La démonstration technologique a permis de transmettre la première vidéo ultra HD depuis l'espace, mettant en scène un chat nommé Taters, depuis le vaisseau spatial Psyche vers la Terre le 11 décembre 2023, à 30 millions de kilomètres de distance (les œuvres d'art, les images et les vidéos ont été téléchargées sur Psyche et stockées dans sa mémoire avant le lancement).
Abi Biswas, technologue du projet de démonstration technologique au JPL, a déclaré : « L'un des principaux objectifs du système était de démontrer que la réduction du débit de données était proportionnelle à l'inverse du carré de la distance. Nous avons atteint cet objectif et transféré d'énormes quantités de données d'essai vers et depuis le vaisseau spatial Psyche par laser. Près de 11 térabits de données ont été téléchargés au cours de la première phase de la démonstration.
« Nous allons mettre sous tension l'émetteur-récepteur laser de vol et procéder à une brève vérification de son fonctionnement », a déclaré Ken Andrews, responsable des opérations de vol du projet au JPL. Une fois cette étape franchie, nous pourrons exploiter l'émetteur-récepteur au maximum de ses capacités lors de la phase de post-conjonction qui débutera plus tard dans l'année.
Références de l'article :
JPL, 3 de octubre de 2024. "La demostración de comunicaciones láser de la NASA establece un récord en el espacio profundo y completa su primera fase",
JPL, 17 de octubre de 2024. "¡Láseres en el espacio! Cómo la nueva tecnología de la NASA podría revolucionar las comunicaciones en el espacio profundo!".