Digne d'un film de science-fiction : la Terre a reçu un message envoyé par laser à 16 millions de kilomètres

Pour l'exploration de l'espace interplanétaire, il est essentiel de développer des technologies capables de transmettre des messages sur de plus longues distances - en l'occurrence, environ 40 fois la distance entre la Terre et la Lune.

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La NASA et la sonde Psyche sont à l'avant-garde de cette percée. En novembre 2023, elle a démontré l'utilisation de lasers pour couvrir près de 16 millions de kilomètres, dans le but de tester les capacités des communications optiques.

La mission a débuté avec le vaisseau spatial Psyche de la NASA, dont l'objectif était de démontrer la faisabilité de l'expérience de communication optique dans l'espace lointain (Deep Space Optical Communications Experiment, DSOC). Cette expérience consistait à envoyer un laser infrarouge codé avec des données de test du satellite vers le télescope Hale de l'observatoire Palomar de Caltech à San Diego, en Californie.

Le DSOC est l'un des instruments clés à bord de la sonde Psyche, qui a été lancée en octobre 2023 à bord d'une fusée Falcon Heavy de SpaceX. Sa destination est un astéroïde métallique éponyme orbitant entre Mars et Jupiter, dans le but d'étudier sa composition, ainsi que de faire la démonstration de cette technologie de communication au-delà de la Lune.

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Selon la NASA, cette démonstration technologique a atteint sa "première lumière" aux premières heures du 14 novembre 2023. À ce moment-là, l'émetteur-récepteur laser de vol de la sonde, capable d'envoyer et de recevoir des signaux dans le proche infrarouge, était connecté à une puissante balise laser émise depuis les installations de Table Mountain du JPL, près de Wrightwood, en Californie.

Cette balise a permis à l'émetteur-récepteur de pointer son laser descendant vers le télescope Hale de Palomar, situé à 130 kilomètres au sud de Table Mountain, pendant que les deux systèmes automatisés ajustaient leur alignement.

La NASA a souligné qu'il s'agissait du premier essai de communications optiques dans l'espace lointain, à la différence des expériences menées en orbite terrestre basse et jusqu'à la Lune.

Cet exploit est comparable à l'utilisation d'un pointeur laser pour suivre une pièce de dix cents en mouvement à un kilomètre de distance, car la direction d'un faisceau laser à des millions de kilomètres exige une précision extraordinaire.

L'une des principales difficultés rencontrées lors de cette démonstration a été la nécessité de compenser le temps que met la lumière à parcourir de grandes distances entre le vaisseau spatial et la Terre.

Par exemple, les photons laser dans l'infrarouge proche ont mis environ 50 secondes pour voyager de Psyché à la Terre. Pendant ce temps, le vaisseau spatial et la planète ont tous deux changé de position, obligeant les deux systèmes à s'ajuster en permanence.

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L'un des objectifs de l'expérience était de démontrer des vitesses de transmission de données 10 à 100 fois supérieures à celles obtenues avec les systèmes de radiofréquence les plus modernes.

Si les communications par radio et par laser dans le proche infrarouge utilisent toutes deux des ondes électromagnétiques pour transmettre des données, le laser dans le proche infrarouge compacte l'information dans des ondes beaucoup plus petites, ce qui permet d'envoyer davantage de données.

En outre, cette technologie représente un premier pas vers le développement de systèmes de communication à grande vitesse capables de transmettre des informations scientifiques, des images haute définition et même de la vidéo, ce qui est essentiel pour les futures missions habitées vers Mars.

La mission Psyche vise également à explorer l'astéroïde métallique du même nom, qui pourrait fournir des indices sur la formation des planètes rocheuses. On pense que cet astéroïde pourrait être le noyau partiel d'un planétésimal, un composant primitif d'une planète, en raison de sa forte teneur en fer et en nickel.

La sonde devrait atteindre l'astéroïde en 2028 et se mettre en orbite autour de lui en août 2029. La mission scientifique durera 26 mois.

Article écrit en collaboration avec nos collègues de Xataka.