La NASA a équipé son réseau de communication vieillissant d'une antenne hybride qui lui a permis pour la première fois de recevoir à la fois des signaux radiofréquence et laser, aidant ainsi l'agence spatiale à suivre son nombre croissant de missions voyageant dans l'espace lointain.
Deep Space Station 13, une antenne hybride optique-radiofréquence expérimentale de 34 mètres de long, a suivi et décodé un signal provenant d'un émetteur-récepteur laser à capuchon doré attaché à la sonde astéroïde Psyché de la NASA, l'agence spatiale a récemment annoncé. L'expérience Deep Space Optical Communications (DSOC) lancée à bord du Vaisseau spatial Psyché le 13 octobre 2023 comme la première démonstration de communications laser ou optiques depuis des distances aussi lointaines que Mars.
Le 1er janvier 2024, l'antenne hybride a transmis une photo d'équipe qui avait été téléchargée sur DSOC avant le lancement de Psyché. « Notre antenne hybride a pu se verrouiller et suivre avec succès et de manière fiable la liaison descendante DSOC peu de temps après le lancement de la démonstration technologique », a déclaré Amy Smith, directrice adjointe du DSN au Jet Propulsion Laboratory (JPL), dans un communiqué. « Il a également reçu le signal radiofréquence de Psyché, nous avons donc démontré pour la première fois des communications synchrones par radio et par fréquence optique dans l'espace lointain. »
L'antenne fait partie du Deep Space Network (DSN) de la NASA, un réseau d'antennes radio géantes réparties dans différentes parties du monde sur lesquelles l'agence spatiale s'appuie pour relayer les communications avec ses missions dans l'espace lointain au cours des 60 dernières années. Le réseau est composé de 14 antennes paraboliques réparties dans trois installations de communication dans l'espace lointain à Goldstone, dans le désert de Mojave en Californie, une autre près de Madrid, en Espagne, et la troisième près de Canberra, en Australie. La récente expérience a eu lieu dans les installations californiennes.
Le fidèle réseau de communication a du mal à répondre à la demande alors que la NASA lance davantage de missions dans l’espace lointain. Un récent rapport du Bureau de l'Inspecteur général de la NASA a révélé que la demande sur DSN dépasse parfois l'offre jusqu'à 40 %. En dotant les antennes radio de la capacité hybride expérimentale, la NASA espère transmettre davantage de données à un rythme plus rapide et aider le DSN à répondre à la forte demande.
Fin 2023, l’antenne hybride a transmis des données à une distance de 20 millions de miles (32 millions de kilomètres) à un débit de 15,63 mégabits par seconde. C'est environ 40 fois plus rapide que les communications par radiofréquence à cette distance, selon la NASA.
Cette augmentation spectaculaire de la vitesse de transfert des données permet la transmission d’informations plus détaillées provenant de missions dans l’espace lointain, améliorant ainsi notre compréhension du système solaire. Cela ouvre également la voie à une communication plus efficace avec les futures explorations spatiales, révolutionnant potentiellement la façon dont nous explorons et étudions notre univers. De plus, les communications laser peuvent transmettre des données à un débit considérablement plus élevé, permettant le transfert rapide d'images haute résolution et de données scientifiques approfondies provenant de missions spatiales lointaines.
Deep Space Station 13 possède sept miroirs segmentés ultra-précis (similaires aux miroirs hexagonaux du télescope Webb) fixés à l'intérieur de sa surface incurvée. Chaque miroir reflète les photons laser et les redirige vers une caméra à haute exposition fixée au sous-réflecteur de l'antenne, situé au-dessus du centre de l'antenne géante du DSN. Le signal laser collecté par la caméra est ensuite transmis via une fibre optique qui alimente un détecteur de photons uniques à nanofils semi-conducteurs refroidi par cryogénie, qui agit comme une station au sol de liaison descendante.
« Nous utilisons un système de miroirs, de capteurs précis et de caméras pour aligner et diriger activement le laser depuis l'espace lointain vers une fibre atteignant le détecteur », a déclaré Barzia Tehrani, responsable adjoint des systèmes de communication au sol et responsable de la livraison de l'antenne hybride au JPL. une déclaration.
L’équipe souhaite tester l’antenne hybride à une distance équivalente à celle entre la Terre et Mars en son point le plus éloigné (soit deux fois et demie la distance entre le Soleil et la Terre). En juin, le vaisseau spatial Psyché aura atteint cette distance et son émetteur-récepteur laser embarqué sera prêt à transmettre un signal à l'antenne.
En décembre 2023, DSOC a diffusé une vidéo de 15 secondes d'un chat tigré orange nommé Taters poursuivant un pointeur laser de haut en bas d'un canapé à 30 millions de kilomètres de la Terre. C’est un peu difficile de surpasser cela, mais nous verrons ensuite ce que l’émetteur-récepteur laser nous réserve.
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