Le 5 décembre 2023, une expérience technologique de la NASA menée à bord de la Station spatiale internationale a établi sa première liaison laser avec un système de relais laser en orbite. Ensemble, ils constituent le premier système de relais laser bidirectionnel de bout en bout de la NASA. Le programme de démonstration de relais de communications laser (LCRD) de la NASA et le nouveau démonstrateur de la station spatiale, ILLUMA-T (terminal modem et amplificateur utilisateur intégré LCRD en orbite terrestre basse), ont échangé des données avec succès pour la première fois. LCRD et ILLUMA-T démontrent comment une mission utilisateur, en l'occurrence la station spatiale, peut tirer profit d'un relais de communications laser situé en orbite géosynchrone. Les communications laser, également appelées communications optiques, utilisent la lumière infrarouge au lieu des ondes radio traditionnelles pour envoyer et recevoir des signaux. La longueur d'onde plus courte de la lumière infrarouge permet aux engins spatiaux de transporter davantage de données à chaque transmission. L'utilisation des communications laser accroît considérablement l'efficacité du transfert de données et peut accélérer le rythme des découvertes scientifiques.
Diagramme en quadrants illustrant les avantages des communications laser. Dans l'ordre : efficacité, légèreté, sécurité, flexibilité.
Le 9 novembre, la mission SpaceX Commercial Resupply Services de la NASA a lancé du fret et de nouvelles expériences scientifiques, dont ILLUMA-T, vers la Station spatiale internationale. À son arrivée, la charge utile a été installée dans le module expérimental japonais de la station.
ILLUMA-T et LCRD font partie du programme SCaN (Space Communications and Navigation) de la NASA, qui vise à démontrer comment les technologies de communication laser peuvent apporter des avantages considérables aux missions scientifiques et d'exploration.
« La première liaison d'ILLUMA-T avec le LCRD – appelée première lumière – est la dernière démonstration en date prouvant que les communications laser représentent l'avenir », a déclaré le Dr Jason Mitchell, directeur de la division des technologies avancées de communication et de navigation au SCaN. « Les communications laser permettront non seulement de transmettre davantage de données des missions scientifiques, mais pourraient également servir de liaison bidirectionnelle essentielle pour la NASA, permettant aux astronautes de rester connectés à la Terre pendant leurs explorations de la Lune, de Mars et au-delà. ».
La sonde ILLUMA-T de la NASA a émis sa première lumière grâce à son détecteur LCRD. Dans cette vidéo, Matt Magsamen explique cette étape importante.
Peu après l'installation de la station spatiale, les ingénieurs d'exploitation ont entamé des tests en orbite pour s'assurer du bon fonctionnement de la charge utile ILLUMA-T. Celle-ci communique désormais avec LCRD, un répéteur lancé en 2021 qui a réalisé plus de 300 configurations expérimentales afin d'aider la NASA à perfectionner les technologies de communication laser. LCRD et ILLUMA-T échangent des données à un débit de 1,2 gigabit par seconde.
« Nous avons démontré que nous pouvions surmonter les défis techniques liés aux communications spatiales grâce aux communications laser. Nous menons actuellement des démonstrations opérationnelles et des expériences qui nous permettront d'optimiser l'intégration de cette technologie éprouvée dans nos missions afin de maximiser nos efforts d'exploration et de recherche scientifique», a déclaré David Israel, architecte de la navigation et des communications spatiales à la NASA.
Feuille de route de la NASA pour les communications laser. Cette image inclut la mission LLCD de 2013, la mission LCRD de 2021, la mission TBIRD de 2022, la mission DSOC de 2023, la mission ILLUMA-T de 2023 et la mission O2O de 2024.
Les expériences LCRD sont menées en collaboration avec l'industrie, le monde universitaire et d'autres agences gouvernementales. ILLUMA-T est la première expérience utilisateur de LCRD dans l'espace. La NASA continue d'accepter des expériences pour mener des expériences avec LCRD.
ILLUMA-T est financé par le programme SCaN (Space Communications and Navigation) du siège de la NASA à Washington. La charge utile est gérée par le Centre de vol spatial Goddard de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. Parmi les partenaires figurent le bureau du programme de la Station spatiale internationale au Centre spatial Johnson de la NASA à Houston et le Laboratoire Lincoln du Massachusetts Institute of Technology à Lexington, dans le Massachusetts.
