![\"\"](\"https:\/\/planeta21vek.ru\/wp-content\/uploads\/2024\/01\/DSOC250124.jpg\")
<\/p>\nApr\u00e8s avoir test\u00e9 avec succ\u00e8s la technologie DSOC en orbite terrestre et sur la Lune, la NASA utilise d\u00e9sormais les technologies de communications optiques dans l’espace lointain pour tester les communications laser sur des distances de plus en plus grandes. \u00c0 bord de la mission Psych\u00e9 de l’agence, le DSOC a d\u00e9j\u00e0 envoy\u00e9 des vid\u00e9os via laser vers la Terre \u00e0 une distance de 31 millions de kilom\u00e8tres et vise \u00e0 prouver que des donn\u00e9es \u00e0 haut d\u00e9bit peuvent \u00eatre envoy\u00e9es m\u00eame depuis Mars.<\/p>\n
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La mission Psych\u00e9 de la NASA a \u00e9t\u00e9 lanc\u00e9e le 13 octobre 2023 dans le but d’explorer ce qui pourrait \u00eatre le noyau m\u00e9tallique expos\u00e9 de l’ancienne plan\u00e8te. La d\u00e9monstration DSOC (Deep Space Optical Communications) de la NASA testera l’utilisation de lasers pour transmettre et recevoir plus de donn\u00e9es provenant d’engins spatiaux distants que ce qui est possible avec les ondes radio actuellement utilis\u00e9es.<\/p>\n
Utiliser un faisceau laser \u00e9troit pour communiquer avec un vaisseau spatial situ\u00e9 \u00e0 300 millions de kilom\u00e8tres constitue un d\u00e9fi \u00e0 la fois \u00e0 l\u2019\u00e9chelle interplan\u00e9taire et quantique. Cependant, en cas de succ\u00e8s, la d\u00e9monstration DSOC pourrait ouvrir un tout nouveau monde de possibilit\u00e9s pour les futures missions dans l\u2019espace lointain.<\/p>\n
\u00ab\u00a0La technologie de la fibre optique sur Terre a permis des taux de transfert de donn\u00e9es incroyables pour des applications telles qu’Internet\u00a0\u00bb, d\u00e9clare Clemens Hees, responsable de la technologie optique au Centre europ\u00e9en des op\u00e9rations spatiales de l’ESA (Agence spatiale europ\u00e9enne) \u00e0 Darmstadt, en Allemagne. \u00ab\u00a0Cependant, la transmission de donn\u00e9es depuis des engins spatiaux sur des distances interplan\u00e9taires est encore limit\u00e9e \u00e0 l’utilisation des ondes radio.\u00a0\u00bb<\/p>\n
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\u00abNous avons d\u00e9j\u00e0 montr\u00e9 que les communications optiques peuvent fournir des d\u00e9bits de donn\u00e9es beaucoup plus \u00e9lev\u00e9s aux satellites d\u2019observation de la Terre et aux satellites de t\u00e9l\u00e9communications sur des orbites terrestres basses. Mais pour l\u2019utiliser sur de longues distances dans l\u2019espace, nous avons besoin de lasers puissants et de haute pr\u00e9cision et de d\u00e9tecteurs monophotoniques ultrasensibles, qui n\u2019existent tout simplement pas encore avec les caract\u00e9ristiques requises\u00bb.<\/p>\n
En utilisant des impulsions lumineuses \u00e0 une fr\u00e9quence plus \u00e9lev\u00e9e que les ondes radio, les communications optiques peuvent transmettre plus de donn\u00e9es sur une p\u00e9riode de temps donn\u00e9e. Ce d\u00e9bit de donn\u00e9es plus \u00e9lev\u00e9 pourrait permettre aux futures missions dans l\u2019espace lointain \u00e0 certaines distances de la Terre d\u2019utiliser des instruments scientifiques plus sophistiqu\u00e9s et de renvoyer beaucoup plus de donn\u00e9es que ce qui est actuellement possible.<\/p>\n
Cependant, tester une nouvelle technologie dans le cadre d\u2019une mission dans l\u2019espace lointain, o\u00f9 chaque kilogramme de charge utile doit \u00eatre soigneusement s\u00e9lectionn\u00e9, constitue une opportunit\u00e9 rare. Le DSOC de la NASA est la premi\u00e8re occasion de renforcer la confiance dans les communications optiques dans l’espace lointain et d’am\u00e9liorer leur pr\u00e9paration \u00e0 l’utilisation dans les missions spatiales. L’ESA et la NASA entretiennent un partenariat de longue date dans les domaines des communications et de l’interop\u00e9rabilit\u00e9 dans l’espace lointain.<\/p>\n
Cette collaboration permet aux vaisseaux spatiaux de l’ESA de communiquer avec les stations au sol de la NASA et aux missions de la NASA de communiquer avec les stations Estrack de l’ESA, de la m\u00eame mani\u00e8re que les t\u00e9l\u00e9phones mobiles europ\u00e9ens sont compatibles avec les r\u00e9seaux cellulaires aux \u00c9tats-Unis et vice versa. Ce syst\u00e8me \u00e0 compatibilit\u00e9 crois\u00e9e permet des communications transparentes sur de vastes distances interplan\u00e9taires et symbolise une forte coop\u00e9ration internationale dans l\u2019exploration spatiale.<\/p>\n
Les deux agences d\u00e9veloppent leur propre infrastructure au sol pour communiquer avec le DSOC. Cette infrastructure au sol doit \u00eatre construite \u00e0 haute altitude pour \u00e9viter autant que possible l’influence de l’atmosph\u00e8re terrestre et de la couverture nuageuse. Par exemple, les installations de la NASA sont situ\u00e9es dans les r\u00e9gions montagneuses de Californie, ce qui permet d’y maintenir des conditions atmosph\u00e9riques propres. L’ESA exploite le t\u00e9lescope Aristarchus de 2,3 m\u00e8tres situ\u00e9 \u00e0 2 340 m d’altitude \u00e0 l’observatoire de Chelmos en Gr\u00e8ce.<\/p>\n
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Les deux observatoires appartiennent et sont exploit\u00e9s par l’Institut d’astronomie et d’astrophysique, d’applications spatiales et de t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection (IAASARS) de l’Observatoire national d’Ath\u00e8nes, partenaire cl\u00e9 de cette d\u00e9monstration du DSOC, la plus longue liaison optique jamais r\u00e9alis\u00e9e en Europe. Le r\u00e9cepteur laser au sol de l’ESA pour les communications dans l’espace lointain sera une unit\u00e9 de r\u00e9ception complexe connue sous le nom de \u00abbanc optique\u00bb. Ce r\u00e9cepteur sera solidement mont\u00e9 \u00e0 l’arri\u00e8re du t\u00e9lescope Aristarchus.<\/p>\n
\u00abLe d\u00e9tecteur du r\u00e9cepteur doit \u00eatre tr\u00e8s sensible pour d\u00e9tecter les particules quantiques individuelles de lumi\u00e8re \u2013 les photons \u2013 provenant du DSOC envoy\u00e9 sur des centaines de millions de kilom\u00e8tres\u00bb, explique Sinda Mezhri, ing\u00e9nieur optique en chef du syst\u00e8me de r\u00e9cepteur laser au sol de l’ESA. \u00ab our d\u00e9tecter des photons individuels, le d\u00e9tecteur doit \u00eatre supraconducteur, ce qui signifie qu\u2019il peut conduire l\u2019\u00e9lectricit\u00e9 sans aucune r\u00e9sistance. Pour ce faire, le d\u00e9tecteur r\u00e9cepteur sera refroidi \u00e0 -272,15 degr\u00e9s Celsius (1 Kelvin). L\u2019absorption d\u2019un photon perturbe l\u2019\u00e9tat supraconducteur du d\u00e9tecteur, cr\u00e9ant une impulsion \u00e9lectrique mesurable\u00bb.<\/p>\n
Le d\u00e9tecteur est \u00e9galement confront\u00e9 \u00e0 un d\u00e9fi unique : il doit \u00eatre refroidi par cryog\u00e9nie tout en restant capable de se d\u00e9placer lorsque le t\u00e9lescope tourne et suit le vaisseau spatial dans le ciel. Les syst\u00e8mes cryog\u00e9niques r\u00e9sistent g\u00e9n\u00e9ralement au mouvement, et maintenir un refroidissement constant pendant le d\u00e9placement constitue un autre d\u00e9fi technologique majeur.<\/p>\n
Le r\u00e9cepteur laser terrestre comprend \u00e9galement des composants \u00e9lectroniques pour surveiller la force du signal du DSOC. Si le signal s’affaiblit, le syst\u00e8me ajustera automatiquement la position du t\u00e9lescope pour maintenir la force du signal et transmettra cette information \u00e0 un \u00e9metteur laser situ\u00e9 \u00e0 37 km, garantissant ainsi un alignement pr\u00e9cis. Une telle installation n\u00e9cessite le d\u00e9veloppement de logiciels sp\u00e9cialis\u00e9s pour coordonner efficacement ces op\u00e9rations.<\/p>\n
\u00ab\u00a0Le laser doit \u00eatre si puissant qu’il d\u00e9truirait le rev\u00eatement protecteur de ses composants optiques et de ses miroirs et ferait fondre les fibres optiques conventionnelles si les pr\u00e9cautions n\u00e9cessaires n’\u00e9taient pas prises lors de sa conception\u00a0\u00bb, explique Andrea Di Mira, ing\u00e9nieur optique en chef du transmetteur laser au sol de l’ESA. \u00ab\u00a0Et nous combinons jusqu’\u00e0 sept faisceaux distincts qui doivent fonctionner ensemble de mani\u00e8re transparente.\u00a0\u00bb<\/p>\n
En combinant sept faisceaux, le laser de l’ESA sera capable de transmettre des photons cod\u00e9s avec des informations suffisamment lumineuses pour que le DSOC puisse les d\u00e9tecter \u00e0 une distance d’environ 1,5 \u00e0 2,5 unit\u00e9s astronomiques (220 \u00e0 370 millions de km) de la Terre. Ces distances seraient typiques pour une future mission vers Mars, par exemple. La NASA pense pouvoir \u00e9tendre cette technologie \u00e0 des distances encore plus grandes. En plus d’une luminosit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e, le faisceau laser doit \u00eatre dirig\u00e9 pr\u00e9cis\u00e9ment vers le vaisseau spatial \u00e9loign\u00e9. La pr\u00e9cision requise est similaire \u00e0 celle qui consiste \u00e0 pointer un pointeur laser depuis la Terre vers un petit crat\u00e8re de la Lune.<\/p>\n
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La participation de l’ESA \u00e0 la d\u00e9monstration DSOC a \u00e9t\u00e9 rendue possible par un consortium d’entreprises europ\u00e9ennes comprenant qtlabs, Single Quantum, General Atomics Synopta, qssys, Safran Data Systems et NKT Photonics Ltd, ainsi que l’Observatoire national d’Ath\u00e8nes, qui donne acc\u00e8s \u00e0 Helmos et l’Observatoire de Kryoneri. Le projet est financ\u00e9 par le programme g\u00e9n\u00e9ral de soutien technologique de l’ESA et l’\u00e9l\u00e9ment de d\u00e9veloppement technologique.<\/p>\n
\u00abAvec ce projet, nous d\u00e9fions r\u00e9ellement l’industrie europ\u00e9enne\u00bb, d\u00e9clare Cinda Mejri. \u00abMais ils ont accept\u00e9 le d\u00e9fi avec plaisir. Le travail qu\u2019ils effectuent ici pourrait \u00e9galement leur donner un avantage dans le d\u00e9veloppement de technologies importantes pour des applications telles que la distribution de cl\u00e9s quantiques, utilis\u00e9es pour les communications s\u00e9curis\u00e9es, et l\u2019imagerie quantique\u00bb.<\/p>\n
Les exp\u00e9riences DSOC de l’ESA auront lieu en 2025, lorsque le vaisseau spatial sera suffisamment \u00e9loign\u00e9 de la Terre pour \u00eatre repr\u00e9sentatif des futures missions scientifiques et d’exploration de l’espace lointain. En cas de succ\u00e8s, la d\u00e9monstration pourrait ouvrir la voie \u00e0 une nouvelle g\u00e9n\u00e9ration d\u2019exploration du syst\u00e8me solaire et au d\u00e9veloppement de stations de communications optiques dans l\u2019espace lointain sur Terre.<\/p>\n
DSOC op\u00e8re aux c\u00f4t\u00e9s de la mission Psych\u00e9 de la NASA, mais ne transmettra pas de donn\u00e9es \u00e0 la mission Psych\u00e9. L\u2019objectif principal de la mission Psych\u00e9 est d\u2019explorer le myst\u00e9rieux ast\u00e9ro\u00efde riche en m\u00e9taux du m\u00eame nom. Les scientifiques pensent que les plan\u00e8tes rocheuses comme la Terre contiennent des noyaux m\u00e9talliques, mais leur emplacement si profond sous la surface les rend difficiles \u00e0 \u00e9tudier. L’ast\u00e9ro\u00efde Psych\u00e9 offre une opportunit\u00e9 rare d’\u00e9tudier l’histoire et la formation des plan\u00e8tes telluriques.<\/p>\n
Psych\u00e9 a \u00e9t\u00e9 d\u00e9couvert pour la premi\u00e8re fois par l’astronome italien Annibale de Gasparis en 1852 et fut le 16\u00e8me ast\u00e9ro\u00efde jamais d\u00e9couvert. Pr\u00e8s de deux si\u00e8cles plus tard, l’Italie abrite d\u00e9sormais la Direction de la protection plan\u00e9taire de l’ESA, particuli\u00e8rement enthousiaste \u00e0 l’id\u00e9e de voir les r\u00e9sultats de la mission Psych\u00e9. La compr\u00e9hension que l’humanit\u00e9 a des ast\u00e9ro\u00efdes s’accro\u00eet rapidement : nous sommes de mieux en mieux capables de d\u00e9tecter les petits ast\u00e9ro\u00efdes avant qu’ils n’atteignent la Terre, de d\u00e9tecter ceux qui volent \u00e0 proximit\u00e9, de nous en rapprocher pour les \u00e9tudier avec des engins spatiaux et m\u00eame de renvoyer des \u00e9chantillons d’ast\u00e9ro\u00efdes sur Terre.<\/p>\n
La mission Psych\u00e9 et la d\u00e9monstration technologique DSOC qui l’accompagne feront progresser notre compr\u00e9hension des origines de notre Univers et am\u00e9lioreront notre capacit\u00e9 \u00e0 transmettre de grands volumes de donn\u00e9es scientifiques vers la Terre.<\/p>\n