Les communications spatiales lointaines de la NASA vont bénéficier d'un boost laser

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.

Le télescope Hale de l'observatoire Palomar de Caltech, dans le comté de San Diego, en Californie, recevra la liaison descendante de données à haut débit de l'émetteur-récepteur de vol DSOC. Le télescope est équipé d'un nouveau détecteur supraconducteur capable de chronométrer l'arrivée de photons individuels depuis l'espace lointain.

L’agence teste des technologies dans l’espace et au sol qui pourraient augmenter la bande passante pour transmettre des données scientifiques plus complexes et même diffuser des vidéos depuis 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.

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."

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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.

"DSOC représente la prochaine phase des plans de la NASA visant à développer des technologies de communication améliorées et révolutionnaires capables d'augmenter les transmissions de données depuis l'espace, ce qui est essentiel pour les ambitions futures de l'agence", a déclaré Trudy Kortes, directrice du programme de missions de démonstration technologique (TDM). au siège de la NASA à Washington. "Nous sommes ravis d'avoir l'opportunité de tester cette technologie pendant le vol de Psyché."

L'émetteur-récepteur embarqué sur Psyché est doté de plusieurs nouvelles technologies, notamment une caméra de comptage de photons inédite attachée à un télescope à ouverture de 8,6 pouces (22 centimètres) qui dépasse du côté du vaisseau spatial. L'émetteur-récepteur recherchera et «verrouille» de manière autonome la liaison montante laser proche infrarouge de haute puissance transmise par le laboratoire du télescope de communication optique de l'installation de Table Mountain du JPL, près de Wrightwood, en Californie. La liaison montante laser démontrera également l'envoi de commandes à l'émetteur-récepteur.

"Le puissant laser de liaison montante est un élément essentiel de cette démonstration technologique pour des débits plus élevés vers les engins spatiaux, et les mises à niveau de nos systèmes au sol permettront les communications optiques pour les futures missions dans l'espace lointain", a déclaré Jason Mitchell, directeur du programme de communications et de navigation spatiales de la NASA (SCaN). ) programme au siège de la NASA.