Des chercheurs ont réalisé un test de communication laser entre la Terre et la Lune, vérifiant avec succès les capacités de liaison laser bidirectionnelle à grande vitesse en orbite, a annoncé vendredi le Centre de technologie et d’ingénierie pour l’utilisation de l’espace (CSU) de l’Académie chinoise des sciences.
Après plus d’un an de tests en orbite, l’équipe a établi une liaison de communication laser bidirectionnelle sur une distance de plus de 400 000 kilomètres, marquant l’expansion des communications laser spatiales de la Chine depuis l’orbite terrestre jusqu’à l’espace lointain.
Par rapport aux communications micro-ondes traditionnelles, les communications laser offrent des vitesses plus rapides, une plus grande bande passante, une sécurité renforcée et un matériel plus compact. Cependant, pour permettre les communications laser sur la distance Terre-Lune, il a fallu surmonter trois défis majeurs : l’alignement du faisceau, la faiblesse du signal et la vitesse de transmission.
« La communication Terre-Lune, c’est comme enfiler une aiguille à des milliers de kilomètres », a déclaré Yang Lei, chercheur au CSU et chef de l’équipe de test de communication laser. Compte tenu de la distance extrême, des oscillations mineures des satellites ou des turbulences atmosphériques au sol peuvent provoquer une dérive des faisceaux laser. Une infime déviation angulaire pourrait se traduire par un échec à l’échelle kilométrique à la distance de la Lune.
L’équipe a développé un système innovant d’acquisition et de suivi qui intègre des corrections pour les retards de propagation orbitale, atmosphérique et optique, permettant aux équipements terrestres et spatiaux de maintenir un alignement précis lorsqu’ils sont en mouvement.
Après avoir parcouru 400 000 km jusqu’à la Terre, le signal laser devient si faible que les télescopes au sol ne reçoivent que quelques photons à la fois. Le clair de lune, la lumière des étoiles et l’éclairage urbain ajoutent des interférences supplémentaires – un peu comme si on entendait le bruit d’une épingle qui tombe dans un marché animé, a déclaré la CSU.
Les chercheurs ont développé une technologie de détection supraconductrice à photon unique à grande vitesse et des algorithmes à haute sensibilité pour extraire des signaux de communication valides du bruit de fond.
Pour résoudre le goulot d’étranglement de la vitesse, l’équipe a développé une technologie de traitement du signal à large bande passante et a adopté des schémas de codage spéciaux pour contrer le bruit. Le test a atteint des débits de communication bidirectionnels de 1,25 Mbps en liaison montante et de 100 Mbps en liaison descendante.
Avec les atterrissages habités sur la Lune et la construction de stations de recherche lunaires à l’horizon, la future exploration lunaire générera des volumes massifs d’images d’observation et de données scientifiques que la bande passante des communications traditionnelles ne peut plus prendre en charge. Cette « autoroute de l’information » laser Terre-Lune fournira une nouvelle voie de transmission de données à grande vitesse pour les prochaines missions lunaires, a indiqué la CSU.
