Des communications laser pour Artemis 2

Le système de communications optiques pour Orion Artemis 2 (O2O - Optical to Orion) exploite des communications laser, également appelées communications optiques, et permettra aux Terriens de profiter d'images et de vidéos haute définition lorsque les astronautes retourneront dans la région lunaire pour la première fois depuis près de 50 ans. Prévu en 2023, Artemis II sera le premier vol en équipage, depuis les missions Apollo, pour un voyage d'environ dix jours qui consistera à faire le tour de la Lune avant de retourner sur Terre. O2O fera de cette mission l'une des premières à utiliser des technologies de communication laser pour les vols spatiaux en équipage.

Avec des systèmes laser à bord, O2O permettra une vidéo ultra-haute définition 4K en direct depuis la Lune, ainsi qu'une transmission améliorée des données scientifiques tels que les procédures, images, plans de vol, communications et la voix entre Orion et la Terre. Si vous vous souvenez des images des missions Apollo, elles étaient granuleuses et difficiles à voir. O2O permettra aux astronautes d'Artemis d'envoyer des vidéos et des images beaucoup plus vives et détaillées. 

Les communications laser permettent de transmettre plus de données sur une seule liaison descendante que les systèmes radio comparables. Elles utilisent la lumière infrarouge qui regroupe les données dans des ondes nettement plus serrées permettant aux stations-sol d’en recevoir plus.

Les instruments à bord d'Artemis II collecteront tout d’abord les données (images, vidéos, etc.) puis transféreront ces informations vers la Terre depuis la région lunaire. Sur Terre, deux terminaux au sol, l'un situé au « Table Mountain Facility » du JPL en Californie du Sud, et le second au « White Sands Complex » à Las Cruces au Nouveau-Mexique, recevront et transmettront les faisceaux laser depuis et vers Orion. Une fois la lumière laser capturée, les systèmes des détecteurs sensibles des terminaux-sol reconvertiront les informations en données électriques et les transmettront au centre des opérations de mission, ainsi qu'aux scientifiques et aux chercheurs.

Les systèmes de communication laser offrent des débits de données plus élevés avec des exigences de taille, de poids et de puissance réduits. Un système de communication plus compact élimine les grandes antennes à cardan et les systèmes déployables, laissant plus de place aux instruments scientifiques et permettant un lancement moins coûteux, tandis qu'une demande de puissance réduite favorise une durée des batteries plus longue. Ces avantages seront cruciaux pour les missions d'exploration qui génèrent beaucoup de données et où l'espace et la puissance sont essentiels.

O2O Crédit: NASA

En prévision d'Artemis II, l'équipe O2O construira le terminal spatial et l'intégrera dans le vaisseau spatial Orion. Ce terminal se compose de trois éléments principaux :

- Le module optique, composé d'un télescope de 10 centimètres et de deux cardans qui le pointent vers des bornes terrestres.
- Le modem qui convertit les données et les commandes de mission vers et depuis les faisceaux laser pour la communication via le module optique.
- Le contrôleur électronique, composé d’un ordinateur interfacé avec l'avionique de vol Orion et contenant une électronique d'interfaçage pour le contrôle et le pointage du télescope du module optique.

O2O fournira aux missions Orion et Artemis un « pas de géant » dans la technologie des communications, permettant aux communications optiques de joindre de la radio lors des voyages vers la Lune, Mars et au-delà. Avec O2O permettant à plus de données d'atteindre la Terre, les scientifiques de la NASA pourront mener des recherches plus approfondies et ainsi réaliser plus de découvertes.