Durant les missions spatiales, les scientifiques collectent tant de données qu’il est parfois plus rapide de les récupérer que de les envoyer. Des ingénieurs du MIT Lincoln Laboratory (Etats-Unis) ont trouvé une solution. Au moyen d’un système de communication par laser, qu’ils ont appelé TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD), ils sont capables d’expédier nettement plus vite des informations vers la Terre. Ce petit appareil, qui tient sur un satellite de la taille de deux boîtes de cornflakes, utilise dans ce but des faisceaux laser au lieu d’ondes radio.
La plupart des satellites envoient des données vers la Terre par le biais d’ondes radio. La station spatiale internationale (ISS) est ainsi capable d’expédier ses informations à la vitesse maximale de 600 mégabits par seconde (Mbps). TBIRD y parvient, lui, nettement plus vite et a récemment atteint la vitesse record de 100 gigabits par seconde (Gbps), ce qui est quasiment 170 fois plus rapidement. Cela est rendu possible du fait que les ondes laser ont des fréquences nettement plus élevées que celles des ondes radio. Or plus la fréquence d’une onde est élevée, plus elle peut véhiculer d’informations.
Cela semble fantastique, mais pourquoi dès lors n’a-t-on précédemment jamais utilisé de lasers? Tout simplement en raison des problèmes liés à ces derniers. Un faisceau laser est par exemple nettement plus étroit qu’un faisceau d’ondes radio. L’émetteur et le récepteur doivent par conséquent être parfaitement alignés. L’atmosphère terrestre turbulente perturbe en outre le faisceau laser, ce qui fait que toutes les informations n’aboutissent pas toujours correctement sur Terre.
La station de réception au sommet d’une montagne
Mais les ingénieurs du MIT ont à présent trouvé la parade. Pour orienter parfaitement le faisceau laser, c’est désormais le satellite tout entier qui se tourne exactement dans la direction de la station de réception sur Terre. Il en résulte que TBIRD ne doit pas lui-même pivoter et peut donc garder une taille compacte.
Pour s’opposer à la perte d’informations dans l’atmosphère, TBIRD recourt au protocole Automatic Repeat Request (ARQ). La station de réception sur Terre contrôle si toutes les données ont bien été transmises. Si des informations manquent ou sont dégradées, la station envoie un signal vers le satellite pour lui demander d’expédier une fois encore ces données spécifiques. Cela se poursuit ainsi jusqu’à ce que tout soit correctement reçu.
Même en renvoyant ces données, TBIRD reste encore et toujours nettement plus rapide que les systèmes utilisant les ondes radio. Pour minimiser les effets météorologiques, la station réceptrice se trouve sur la Table Mountain en Californie. A 2.200 mètres d’altitude, le télescope dépasse souvent la couverture nuageuse.
Réseau wifi dans l’espace
TBIRD peut non seulement envoyer rapidement des données vers la Terre, mais l’appareil s’avère aussi relativement bon marché. Il est principalement constitué de composants qui sont également utilisés pour les connexions par fibre optique sur Terre. L’internet utilise en effet aussi des faisceaux laser, sauf que ces derniers ne voyagent pas dans l’air et dans l’espace, mais à travers de fins câbles à fibre optique souterrains. Le laboratoire MIT a cependant dû bricoler les composants terrestres, afin qu’ils puissent survivre également dans l’espace.
Les ingénieurs eux-mêmes trouvent que la transmission des données pourrait être encore plus rapide. Ils poursuivent donc leur projet et tentent à présent d’atteindre la vitesse de 200 Gbps.
Sources: MIT, New Atlas, NASA
En collaboration avec KIJK Magazine
