Grâce à la technologie laser, transmission de données haut débit dans l’espace

Une liaison de données optique-laser: Les satellites génèrent de plus en plus de données qui doivent être envoyées sur Terre pour y être exploitées. Habituellement, ces données sont transmises par ondes radio. Les équipes du satellite TerraSAR-X – développé et fabriqué par Astrium – et du satellite américain NFIRE viennent d’ouvrir la voie à une accélération sans précédent du transfert de données : une liaison de données optique laser d’un débit de 5,5 Gbit/seconde à été établie et maintenue, sans perte, entre les deux satellites alors distants de 5 000 km. Ce débit équivaut tout de même à 200 000 feuillets A4 en une seconde ou à 400 DVD en une heure !

Ce transfert concluant de données s’est déroulé via deux terminaux laser fournis à l’Agence aérospatiale allemande (DLR) par Tesat-Spacecom, filiale d’Astrium à Backnang, en Allemagne. En plus de leurs excellentes performances, les terminaux lasers de Tesat ont démontré qu’ils étaient encore plus efficaces que leurs prédécesseurs, et ce malgré leur plus petite taille.

Essais dans des conditions rigoureuses: Les terminaux laser devaient résister à l’accélération et aux vibrations du lancement, ainsi qu’aux conditions inhospitalières de l’espace – comme l’exposition à des rayonnements et à des amplitudes thermiques extrêmes. C’est pourquoi les sous-ensembles des terminaux lasers avaient été testés au sol, dans des conditions tout aussi rigoureuses : des températures de -35 °C à 60 °C, des accélérations égales à 1 300 fois l’accélération de la pesanteur et des expositions aux rayons gamma. Pour une utilisation dans l’espace, chacun de ces modules devait être petit, léger et efficace au niveau énergie. Ce poids réduit a été obtenu grâce à un choix minutieux des matériaux et à un boîtier bien étudié. Tout ce qui n’était pas absolument nécessaire a été éliminé. Pendant la transmission de données, de 5,5 gigabit par seconde sur une distance de 5 000 km, les terminaux lasers n’ont eu besoin que de 130 watts pour fonctionner, soit un peu plus qu’une ampoule électrique.

Une connexion laser de 20 minutes: Les satellites NFIRE et TerraSAR-X évoluent en orbite basse autour de la Terre et se croisent plusieurs fois par jour. Une connexion laser de 20 minutes peut être établie à chaque rencontre. L’une des opérations les plus délicates consiste à diriger le laser de manière très précise sur le deuxième satellite, qui évolue à une distance pouvant atteindre 5 000 km pour une vitesse d’environ 25 000 km/h. Obtenir l’angle nécessaire reviendrait, sur Terre, à tenter de viser le hublot d’un passager d’avion de ligne en vol et de suivre cette cible.

Une grande expérience des technologies de communication laser: Tesat-Spacecom et Astrium possèdent déjà une grande expérience des technologies de communication laser. Les tests menés avec succès sur le terminal SILEX, produit par Astrium, en service sur le satellite Artemis, par exemple, ont été une première en Europe. Artemis, depuis l’orbite géostationnaire, transmet des données par laser à un débit de 50 Mbit/s grâce au terminal SILEX, vers le satellite Spot-4 en orbite basse. Une nouvelle génération des terminaux SILEX a été mise en service en 2006 lors du programme d’étude LOLA : le terminal LOLA construit par Astrium a été intégré sur un avion de ligne et a pu également communiquer avec Artemis.

Tesat-Spacecom, à la pointe de la technologie au niveau mondial: A l’avenir, les liaisons à large bande par satellite seront nécessaires aussi bien pour la mise en réseau des satellites géostationnaires que pour la communication avec des plates-formes en orbite moins élevée, si l’on veut répondre au besoin grandissant en capacité de transfert de données dans les domaines des télécommunications, de la navigation, de l’observation de la Terre, de la météorologie et des vols habités. D’où l’importance de continuer à développer et à utiliser les possibilités techniques de la communication laser et les compétences acquises dans ce domaine. Ces performances placent ainsi Tesat-Spacecom à la pointe de la technologie au niveau mondial.