Le laser remplacera les ondes radio pour communiquer dans l'espace

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Actuellement, les communications entre la Terre et l'espace ou entre satellites s'effectuent par ondes radio. Le laser et la photonique pourraient bien changer la donne, avec à la clé des échanges bien plus rapides.

Le 30 janvier dernier, l'agence spatiale européenne (ESA) a annoncé avoir déployé Eutelsat-9B, un satellite de télécommunication en orbite géostationnaire au-dessus de l'Europe. Son but : devenir un relais de communication entre les satellites et la Terre. Il constitue la première pierre du projet de système européen de relais de données, programme dans lequel Airbus et le centre aérospatial allemand sont également impliqués.

Aujourd'hui, quand un satellite en orbite basse (sous l'orbite géostationnaire située à 36 000 km) veut envoyer des données sur Terre, il doit attendre de survoler un relais au sol. Eutelsat-9B doit faciliter cette transmission, en récupérant les informations des satellites environnants, puis en envoyant lui-même les données sur Terre. Cela lui est plus simple, puisqu'en orbite géostationnaire, il a toujours à disposition un relais terrestre (on en compte actuellement trois, en Allemagne, en Belgique et au Royaume-Uni).


Pour effectuer toutes ces transmissions de données, l'ESA veut utiliser un laser, qui autorise des débits bien plus importants que les ondes radio utilisées jusqu'à présent. L'agence spatiale européenne indique ainsi que les échanges pourront atteindre 1,8 Gbps. La station spatiale internationale (ISS) pourrait bénéficier du dispositif à horizon 2018.

Un second satellite de relais sera envoyé dans l'espace l'an prochain (toujours pour couvrir l'Europe), et un troisième le rejoindra en 2020, afin d'assurer une liaison avec la région Asie / Pacifique.

La NASA a son programme concurrent et veut utiliser la photonique

L'ESA n'est pas le premier à vouloir utiliser un laser dans l'espace. En octobre 2013, la NASA avait utilisé un dispositif qui lui a permis d'atteindre un débit descendant de 622 Mbps, et 20 Mbps en débit montant. L'expérience, baptisée « Lunar Laser Communication Demonstration » (LLCD), qui reliait une station du Nouveau-Mexique à la Lune, a été éprouvée durant deux ans. La prochaine phase est donc en cours.

A l'image du programme européen, la NASA souhaite aussi déployer un réseau, avec pour objectif de couvrir l'ISS en 2020. Là où la NASA va plus loin que l'ESA, c'est au niveau de l'équipement. L'agence spatiale américaine veut équiper ses satellites et l'ISS d'un modem photonique.


Don Cornwell, directeur de la division communication avancée et navigation à la NASA, l'explique : « La photonique intégrée ressemble à un circuit intégré, mis à part que c'est la lumière qui est utilisée à la place des électrons, pour profiter de la grande variété d'usages offerte par l'optique ».

L'avantage de ce dispositif, c'est avant tout sa taille très réduite, mais aussi son coût moindre en énergie. La NASA entend utiliser cette expérience pour améliorer sa connaissance de la photonique et prolonger ses recherches dans d'autres domaines.
Modifié le 01/06/2018 à 15h36
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