communication-satellite-laser-données-terre-efficacité

Dans les années qui vont suivre, nous aurons de plus en plus de données provenant des satellites qui sont en orbite. Mais un problème existe; c’est celui de pouvoir transmettre un flot de données toujours plus grand vers la Terre. Un nouveau projet de recherche annoncé récemment en collaboration entre la Georgia Institute of Technology et le fournisseur de communications par satellite Xenesis pourrait, aider à ouvrir de nouvelles voies de communication qui limite actuellement le flux de données des satellites en orbite terrestre aux stations au sol.

Miniaturiser un émetteur-récepteur 

Ce projet permettra de miniaturiser, de qualifier l’espace et de tester un émetteur-récepteur de communications laser qui pourrait considérablement élargir la bande passante disponible pour la transmission des informations du nombre croissant de satellites – et des futurs véhicules spatiaux – en orbite terrestre basse. Xenesis a obtenu une licence pour la technologie de la Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, et travaillera avec la Georgia Tech et JPL pour le transformer en un système de communication principale pour des satellites aussi petits qu’un CubeSats.

« Nous comptons ajouter de manière significative à la bande passante totale des informations que nous pouvons obtenir de l’espace, et plus nous avons de bande passante, plus nous pouvons échanger d’informations, et plus nous pouvons en retirer des valeurs des réseaux satellitaires », a déclaré Brian Gunter, professeur adjoint à l’école d’ingénierie aérospatiale Daniel Guggenheim de la Georgia Tech qui dirigera ce projet.

xenesis--projet-ingénieurs

Le laboratoire de Gunter a de l’expérience avec de petits satellites, et appliquera cette expertise au projet avec Xenesis – qui a signé un contrat de 1,2 million de dollars le 14 juin pour soutenir ce travail. La contribution de la Georgia Tech consistera à miniaturiser la technologie JPL originale, à mettre à jour le logiciel de contrôle, à qualifier l’espace de tout le matériel et à tester le système amélioré depuis l’espace, probablement à partir de la Station spatiale internationale.

Des systèmes de liaison basées sur le laser

« Avec tous les satellites qui vont dans l’espace, de cubeSats aux satellites majeurs, il y a plus d’informations que ce qui peut être téléchargé », a déclaré Dennis Poulos, directeur de la technologie chez Xenesis. « La plupart des systèmes actuels dépendent des liaisons descendantes par radiofréquence, et il n’y a qu’une quantité limitée de bande passante disponible. »

Les systèmes basés sur le laser peuvent étendre cette bande passante à plus de 10 gigabits par seconde, a déclaré Poulos. En plus de renforcer la bande passante, les systèmes optiques peuvent utiliser des antennes plus petites, utiliser la puissance plus efficacement et assurer une meilleure sécurité des données.

Mark LaPenna, PDG de Xenesis, a comparé les avantages du réseau spatial planifié au saut de performance des connexions d’accès à distance par voie terrestre des années 1990, aux services à large bande à haute vitesse d’aujourd’hui. « Xenesis reconnaît la nécessité d’une révolution mondiale des communications, et nous prévoyons d’autonomiser l’espace avec un produit optique appelé XenHub », a déclaré LaPenna. « Grâce à cette architecture, toute entreprise, mission ou opérateur mondial dans l’espace, pourront concourir sur un pied d’égalité pour la première fois depuis Spoutnik. »

Un système constitué de deux éléments

L’émetteur-récepteur de communications laser développé par la JPL est constitué de deux éléments: (1) un module optique comprenant un télescope de cinq centimètres, un cardan à deux axes, des capteurs de surveillance, un système de contrôle thermique et (2) un module électronique avec émetteur, et les contrôleurs et les systèmes de conditionnement de l’énergie.

xenesis-projet-laser-module

Bien qu’il soit sujet à des interférences provenant des nuages, le système laser bénéficiera de la production d’un faisceau étroit qui pourra voyager plus loin que les transmissions radio-fréquences comparables au même niveau de puissance.

L’objectif initial sera la communication espace-sol, bien que le système puisse également être utilisé pour la communication croisée entre satellites. La petite taille de l’antenne est également plus adaptée aux petits satellites, lesquels sont envisagés pour les futures constellations qui peuvent inclure des milliers d’engins spatiaux.

Pour un usage commercial

« Une fois que nous aurons montré que cela fonctionne de l’espace à la Terre, cela démontrera que cette technologie peut survivre dans l’environnement hostile de l’espace, et nous permettra de continuer le développement de l’émetteur-récepteur pour un usage commercial », a ajouté Gunter. « Cela a le potentiel d’ouvrir une gamme de nouvelles fonctionnalités, y compris la possibilité de fournir des services de données à volume élevé partout dans le monde. »

Dans l’école d’ingénierie aérospatiale de la Georgia Tech, ce contrat soutiendra trois ou quatre étudiants diplômés, un chercheur post-doctoral et un groupe d’étudiants de premier cycle, a déclaré M. Gunter. « Ce sera un projet majeur pour notre laboratoire, et nous sommes impatients de faire progresser la technologie avec nos collaborateurs. »

Source : Georgia Tech