Le conteneur de fret de l'ESA est relié par laser à l'espace

Par livre du personnel

Paris (ESA) 12 février 2024

La dernière extension du laboratoire de l'ESA est intrinsèquement portable : la station optique au sol transportable de l'ESA, ETOGS, peut être déplacée à travers l'Europe selon les besoins, pour effectuer des communications optiques laser avec des satellites – y compris la mission Psyché de la NASA, à des millions de kilomètres dans l'espace.

La station, qui fait officiellement partie du laboratoire d'optique et d'optoélectronique de l'agence, servira de plate-forme de test flexible pour les dispositifs et systèmes de communications optiques. ETOGS peut également prendre en charge d'autres activités qui nécessitent de regarder le ciel avec un télescope ou de pointer vers le ciel avec un laser, comme l'observation de débris spatiaux ou la détermination de l'orbite via la télémétrie laser.

ETOGS se compose d'un conteneur d'expédition standard de 6 mètres (20 pieds), personnalisé pour accueillir un télescope de 80 cm de diamètre sur une plate-forme élévatrice et une zone d'opérateur climatisée. Des émetteurs laser, des récepteurs et d'autres équipements requis peuvent être fixés à cette structure flexible pour servir chaque campagne spécifique. L'usine, transportée par camion, peut être déployée partout où cela est nécessaire et est alimentée par un branchement secteur, un générateur diesel ou une batterie solaire.

Répondre aux priorités de communication visuelle
« Cette station a en fait été créée en réponse aux besoins de la communauté des communications optiques en évolution rapide, qui souhaitait disposer d'un banc d'essai flexible pouvant être déployé dans un environnement représentatif sur Terre », explique Jorge Pires, ingénieur en optoélectronique à l'ESA. Les communications sont dans quelle mesure elles peuvent L'environnement environnant affecte la qualité de la liaison – comme l'éclairage de fond dans les zones urbaines ou les turbulences dues aux conditions météorologiques.

« C'est crucial lorsqu'il s'agit de recevoir des signaux provenant de systèmes de communication quantiques, car la quantité de lumière impliquée est très faible, les informations étant transmises via des photons uniques. Grâce à ce terminal, nous pouvons vraiment commencer à répondre à ces questions en opérant à partir de nombreux différents appareils. » Emplacements. En fournissant à nos partenaires une plate-forme de test prête à l'emploi comme celle-ci, nous prenons en charge la validation et la réplication des instruments sans les coûts de développement élevés d'une station au sol dédiée.

La messagerie basée sur la lumière permet un bond en avant en matière de sécurité
Les technologies optiques et quantiques promettent de révolutionner la communication à l’échelle mondiale. En utilisant des impulsions lumineuses d’une fréquence bien supérieure aux ondes radio, la communication optique permet de transmettre davantage de données à un instant donné. Les communications optiques via des câbles à fibres optiques soutiennent l'infrastructure Internet terrestre moderne, mais les liaisons avec les satellites restent largement dépendantes des ondes radio basse fréquence et à faible bande passante.

En exploitant les propriétés quantiques de la lumière, des systèmes tels que la distribution de clés quantiques contribueront à protéger les données à un degré auparavant inimaginable ; La sécurité de l'échange de clés cryptographiques est protégée par les propriétés physiques des particules lumineuses, ce qui rend la messagerie résistante aux écoutes malveillantes.

« Le télescope de 80 cm de la station est la taille fondamentale envisagée pour distribuer des clés quantiques à l'échelle commerciale, nous espérons donc que la station sera utilisée pour démontrer et valider les communications quantiques par satellite », ajoute Jorge.

Mettez en surbrillance dans l'espace lointain
La première mission opérationnelle de ce nouvel actif de l'ESA sera de soutenir la démonstration de communications optiques dans l'espace lointain avec la mission Psyché de la NASA prévue pour 2025.

L'ESA collabore avec l'Union européenne et l'Observatoire national d'Athènes pour développer et déployer ETOGS à l'Observatoire de Kryoneri en Grèce afin d'héberger un émetteur laser multifaisceau au sol.

L'objectif est de délivrer un puissant signal laser infrarouge pouvant atteindre 7 kilowatts, permettant à la station laser à bord du vaisseau spatial Psyché de la NASA de le diriger vers la Terre. Cette liaison couvrira des distances sans précédent allant jusqu'à 2,7 unités astronomiques, soit environ 403 millions de kilomètres, ouvrant la voie à une nouvelle ère de communications optiques dans l'espace lointain.

Le conteneur ETOG est construit par WtW en Allemagne et son télescope provient d'Astrosysteme Autriche. Les éléments restants pour compléter le système opérationnel proviendront en grande partie des livrables des projets et des activités. « L'une des parties passionnantes de ce projet est de rassembler diverses réalisations de différents projets dans une seule configuration, puis de montrer leur synergie pour fonctionner comme un système », note Jorge.

Actuellement, les ETOGS sont en cours de préparation au centre technique ESTEC de l'ESA aux Pays-Bas. L'équipe OOEL Lab utilisera son télescope pour obtenir des images de la Station spatiale internationale et d'autres satellites, afin de vérifier que la station dispose des capacités de stabilisation et de suivi requises.

Plus tard cette année, ETOGS, équipé d'un émetteur laser pour l'espace lointain, sera testé depuis Kryoneri en Grèce à l'aide du satellite Alphasat de l'Agence spatiale européenne en orbite géostationnaire à une altitude de 36 000 km, équipé d'un système de communication optique.

Une fois opérationnelle, la station fonctionnera dans le cadre du laboratoire OOEL et sera donc à la disposition des projets de l'ESA ainsi que des entreprises et des instituts de recherche des États membres de l'agence.

La station a été développée et est exploitée par la division optoélectronique de l'ESA, une division dédiée aux systèmes qui utilisent ou contrôlent la lumière. Cette division fait partie de la Direction Technologie, Ingénierie et Qualité de l'agence et a pour mission de préparer les technologies de pointe et d'apporter un soutien en ingénierie pour rendre possibles les missions et projets futurs.

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