L’Université d’Australie-Occidentale a récemment franchi une étape importante dans le domaine des communications spatiales en utilisant des lasers pour transmettre des données entre l’espace et la Terre, promettant ainsi une augmentation exponentielle de la bande passante.
Le réseau TeraNet, composé de stations au sol optiques spécialisées dans les communications spatiales à haute vitesse, a réussi à capter des signaux laser provenant d’un satellite allemand en orbite basse. Cette réalisation marque une avancée significative pour les communications entre l’espace et la Terre.
Dirigée par le professeur associé Sascha Schediwy du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) de l’UWA, l’équipe TeraNet a reçu les signaux laser d’OSIRISv1, une charge utile de communication laser de l’Institut des communications et de la navigation du Centre aérospatial allemand (DLR). Installé sur le satellite Flying Laptop de l’Université de Stuttgart, les signaux ont été détectés par deux stations au sol optiques de TeraNet lors de passages du satellite jeudi dernier.
Les avantages des communications laser
Les stations au sol de TeraNet utilisent des lasers, au lieu des signaux radio sans fil traditionnels, pour transférer des données entre les satellites et les utilisateurs sur Terre. Les lasers peuvent potentiellement transférer des données à des vitesses de plusieurs milliers de gigabits par seconde, car ils opèrent à des fréquences beaucoup plus élevées que les radios, permettant ainsi de compacter beaucoup plus de données chaque seconde.
Depuis le lancement du premier satellite, Spoutnik 1, il y a près de 70 ans, la technologie radio sans fil a été utilisée pour communiquer depuis l’espace. Cependant, cette technologie est restée relativement inchangée. Avec l’augmentation du nombre de satellites capables de générer plus de données, un goulot d’étranglement critique est apparu pour le retour des données vers la Terre.
Défis et solutions des communications laser
Bien que la communication laser soit parfaitement adaptée pour résoudre ce problème, les signaux laser peuvent être interrompus par les nuages et la pluie. Pour atténuer cet inconvénient, l’équipe TeraNet établit un réseau de trois stations au sol réparties à travers l’Australie-Occidentale. Ainsi, si le ciel est nuageux à un site, le satellite peut télécharger ses données vers un autre site avec un ciel dégagé.
En outre, l’une des deux stations au sol de TeraNet ayant reçu le signal laser du satellite est montée sur un camion Jeep personnalisé. Cela permet une déploiement rapide vers des sites nécessitant des communications spatiales ultra-rapides, comme les communautés éloignées où les liaisons de communication traditionnelles ont été coupées par des catastrophes naturelles.
Impact des communications laser à haute vitesse
Les communications laser à haute vitesse depuis l’espace transformeront le transfert de données pour les satellites d’observation de la Terre, amélioreront et sécuriseront considérablement les réseaux de communication militaire, et renforceront les opérations à distance sécurisées pour des secteurs tels que les opérations minières autonomes et la planification et les réponses aux catastrophes nationales.
L’équipe TeraNet basée à l’ICRAR a reçu des financements du gouvernement australien, du gouvernement de l’Australie-Occidentale et de l’UWA en 2023 dans le cadre du programme de subventions de la mission Moon to Mars Demonstrator de l’Agence spatiale australienne. Ce projet de 6,3 millions de dollars soutient la construction des trois stations au sol optiques de TeraNet en Australie-Occidentale, avec le Centre aérospatial allemand (DLR) fournissant un accès en nature à leurs satellites équipés de communications laser en orbite.
Perspectives futures de TeraNet
TeraNet soutiendra de multiples missions spatiales internationales opérant entre l’orbite terrestre basse et la Lune, en utilisant à la fois des standards de communication optique conventionnels éprouvés et des technologies optiques plus avancées, y compris la communication en espace profond, les communications cohérentes ultra-haute vitesse, les communications sécurisées par quantum, et le positionnement et le chronométrage optiques.
Le réseau comprend une station au sol à l’UWA, une deuxième station au sol au Mingenew Space Precinct, à 300 km au nord de Perth, et une station au sol mobile en cours de mise en service à l’installation de l’Agence spatiale européenne à New Norcia.
Légende illustration : TeraNet 1, la station terrestre optique de l’UWA.
