DSOC, une expérience qui pourrait changer la façon dont les vaisseaux spatiaux communiquent, a envoyé pour la première fois des données à l’aide d’un laser vers et depuis la Lune. Les données transmises prennent la forme de bits (les plus petites unités de données qu’un ordinateur peut traiter) codés en photons laser, des particules quantiques de lumière.
L’expérience DSOC (Deep Space Optical Communications) de la NASA a visé un laser proche infrarouge codé avec des données de test à près de 10 millions de miles (16 millions de kilomètres), soit environ 40 fois plus loin que la Lune de la Terre, au télescope Hale de l’observatoire Palomar de Caltech. Il s’agit de la plus grande démonstration de communication optique à ce jour.
À bord du vaisseau spatial Psyché récemment lancé, DSOC devrait envoyer des données de test à haut débit sur Terre au cours d’une démonstration technologique de deux ans, tandis que Psyché se rendra dans la ceinture principale d’astéroïdes entre Mars et Jupiter. Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en Californie du Sud, exploite à la fois DSOC et Psyche.
Une démonstration technique de la technologie a été réalisée tôt le matin du 14 novembre après que l’émetteur-récepteur laser de vol – un instrument avancé à bord de Psyché capable d’envoyer et de recevoir des signaux proche infrarouge – a été détecté sur une balise laser de liaison montante de haute puissance transmise depuis le Laboratoire de télescopes de télécommunications optiques à la base de Table Mountain du Jet Propulsion Laboratory, près de Wrightwood, en Californie. La balise de liaison montante a aidé l’émetteur-récepteur à guider le laser de liaison descendante vers Palomar (qui se trouve à 100 miles ou 130 kilomètres au sud de Table Mountain), tandis que les systèmes d’émetteur-récepteur automatisé et de station au sol affinaient son guidage.
Cette réalisation constitue l’une des nombreuses étapes majeures du DSOC dans les mois à venir, ouvrant la voie à des vitesses de données plus élevées, capables de transmettre des informations scientifiques, des images haute définition et des vidéos en streaming, à l’appui du prochain pas de géant de l’humanité : envoyer des humains dans l’espace. Mars », a déclaré Trudy Cortez, directrice de la démonstration technologique au siège de la NASA à Washington.
Les données de test ont également été envoyées simultanément via les lasers de liaison montante et descendante. Cette procédure, connue sous le nom de « fermeture de canal », constitue l’objectif principal de l’expérience. Bien que la démonstration technologique ne transmette pas de données à la mission Psyché, elle travaille en étroite collaboration avec l’équipe de soutien à la mission Psyché pour garantir que les opérations DSOC n’interfèrent pas avec les opérations du vaisseau spatial.
« Le test de mardi matin a été le premier à utiliser pleinement les ressources au sol et l’émetteur-récepteur de vol, nécessitant que les équipes opérationnelles DSOC et Psyche travaillent en tandem », a déclaré Meera Srinivasan, responsable des opérations DSOC au JPL. « C’était un défi de taille et nous avons encore beaucoup de travail à faire, mais en peu de temps, nous avons pu transmettre, recevoir et décoder certaines données. »
Avant cette réalisation, le projet devait vérifier les installations à plusieurs autres étapes, depuis le retrait du capot de protection de l’émetteur-récepteur laser de vol jusqu’à la mise sous tension de l’instrument. Pendant ce temps, le vaisseau spatial Psyché effectue ses propres vérifications, notamment en activant les systèmes de propulsion et en testant les instruments qui seront utilisés pour étudier l’astéroïde Psyché lorsqu’il y arrivera en 2028.
Après un premier lancement réussi, l’équipe DSOC va désormais travailler à l’amélioration des systèmes qui contrôlent le pointage laser en liaison descendante à bord de l’émetteur-récepteur. Une fois cet objectif atteint, le projet pourra commencer à démontrer la prise en charge de la transmission de données à haut débit de l’émetteur-récepteur à Palomar à différentes distances de la Terre. Ces données prennent la forme de bits (les plus petites unités de données qu’un ordinateur peut traiter) codées dans des photons laser, des particules quantiques de lumière. Après qu’un réseau spécial de détecteurs supraconducteurs à haute efficacité ait détecté les photons, de nouvelles techniques de traitement du signal sont utilisées pour extraire les données des photons uniques arrivant au télescope Hale.
L’objectif de l’expérience DSOC est de démontrer des débits de données 10 à 100 fois plus rapides que les systèmes radiofréquences actuellement utilisés sur les engins spatiaux. Les communications radio et laser proche infrarouge utilisent des ondes électromagnétiques pour transmettre des données, mais la lumière proche infrarouge combine les données en ondes beaucoup plus denses, permettant aux stations au sol de recevoir davantage de données. Cela facilitera les futures missions d’exploration humaine et robotique et soutiendra les instruments scientifiques à plus haute résolution.
« Les communications optiques sont une aubaine pour les scientifiques et les explorateurs qui veulent toujours plus de leurs missions spatiales et permettront l’exploration humaine de l’espace lointain », a déclaré le Dr Jason Mitchell, directeur du Bureau des technologies avancées de communications et de navigation à la Direction des communications et de la navigation spatiales de la NASA. . (NUMÉRISATION). « Plus de données signifie plus de découvertes. »
La mission Psyché est dirigée par l’Arizona State University. JPL est responsable de la gestion globale de la mission, de l’ingénierie des systèmes, de l’intégration et des tests, ainsi que des opérations de la mission. Psyché est la 14e mission sélectionnée dans le cadre du programme de découverte de la Direction des missions scientifiques de la NASA, géré par le Marshall Space Flight Center de l’agence à Huntsville, en Alabama. Le service de lancement était géré par le programme Launch Services de la NASA, basé au Kennedy Space Center de l’agence. Maxar Technologies de Palo Alto, en Californie, a fourni au châssis du vaisseau spatial une propulsion électrique solaire de haute puissance.