Les liaisons laser sont idéales pour le relais satellite, mais les défis abondent pour l’amener au sol

Les fournisseurs de segment terrestre par satellite ont tendance à être sceptiques à l’égard des communications optiques au sol.

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Ils ne doutent pas de l’utilité des liaisons optiques intersatellites.

Ils se demandent simplement à quelle vitesse les terminaux optiques seront adoptés par les entreprises clientes pour relier les satellites en orbite terrestre basse avec le sol.

« Personnellement, je ne pense pas que l’optique vers l’orbite terrestre basse va vraiment disparaître », a déclaré Rolf Skatteboe, président et chef de la direction de Kongsberg Satellite Systems, la société norvégienne qui a établi la première station terrestre commerciale en Grèce en 2020. « Il y aura beaucoup de liaisons satellite à satellite. Mais le plus intéressant est l’optique vers la lune et au-delà.

Skatteboe a fait ce commentaire le 15 septembre lors d’un panel de la World Satellite Business Week à Paris, où il a noté que KSAT exploitait le premier terminal terrestre optique commercial.

Swedish Space Corp. est « également sceptique » quant à la vitesse d’adoption des communications optiques, a déclaré Nick Priborsky, président de SSC Satellite Management Services. « Néanmoins, il est également important d’acquérir cette expérience à votre actif. »

SSC a annoncé plus tard dans la journée son intention d’établir sa première station terrestre optique en Australie occidentale.

DEMANDE DU GOUVERNEMENT

Pourquoi les entreprises construisent-elles des stations terrestres optiques si elles doutent des perspectives à court terme de la technologie ? En partie parce que les agences gouvernementales paient la note.

Le terminal terrestre optique de SSC a été financé par l’Agence spatiale européenne. Aux États-Unis, l’Agence de développement spatial de la Force spatiale dépense des milliards de dollars dans des satellites équipés de terminaux optiques pour communiquer avec d’autres engins spatiaux ainsi qu’avec des terminaux aéroportés et terrestres.

Pour les agences gouvernementales, une partie de l’appel est la sécurité. Les signaux optiques voyagent dans un faisceau de lumière étroit, ce qui les rend plus difficiles à intercepter ou à bloquer que les signaux de radiofréquence.

« Vous pouvez envoyer le faisceau RF au satellite que vous souhaitez, mais derrière lui, dans l’ombre, il y a un autre » satellite, a déclaré Shantanu Gupta, ingénieur en chef d’Aerospace Corp. pour les communications optiques. « Des interférences se produiront parce que le faisceau [RF] est 1 000 à 10 000 fois plus large que le faisceau optique. »

Les liaisons optiques peuvent également accélérer la transmission des quantités massives de données d’observation de la Terre obtenues par les satellites radar optiques et à synthèse d’ouverture d’un satellite à l’autre et de l’espace au sol.

Nick Priborsky, président des Services de gestion des satellites de SSC. Crédit : World Satellite Business Week 2022

« Vous êtes à un point où les capteurs peuvent générer beaucoup plus de données », a déclaré Gupta. « Si vous aviez de gros tuyaux pour le réduire avec une faible latence, ce serait très utile car la majeure partie de la puissance de traitement et de calcul est toujours au sol. »

Dans l’ensemble, les communications optiques sont « une excellente technologie pour permettre des connexions à haut débit et assurer la résilience entre les plates-formes », a déclaré Julee Pandya, responsable des technologies de communication et de mise en réseau chez Lockheed Martin. Comme les communications RF, les technologies optiques sont des outils qui peuvent être appliqués « pour maximiser leur avantage pour un besoin et une application particuliers du client », a déclaré Pandya dans une interview.

Lockheed Martin produit des satellites pour la Space Development Agency équipés de terminaux optiques fournis par Tesat-Spacecom, filiale américaine d’Airbus.

A QUEL COÛT ?

Les sceptiques ne doutent pas que les signaux optiques puissent transmettre des données vers et depuis l’espace.

L’agence spatiale japonaise JAXA a établi une liaison optique en 2006 entre une station au sol à Tokyo et son satellite de test d’ingénierie inter-orbite optique en orbite terrestre basse. La démonstration de communications laser lunaires de la NASA sur le satellite Lunar Atmosphere and Dust Environment Explorer a envoyé une vidéo haute définition du sol à l’orbite lunaire en 2013.

Les gens ne remettent pas non plus en question la valeur des liaisons intersatellites optiques.

« De manière générale, pour les liaisons intersatellites, presque tout le monde pense à l’optique », a déclaré Gupta dans une interview. « Il arrive presque là où il est mature. »

L’Agence de développement spatial du Pentagone, par exemple, prévoit de lancer des centaines de  satellites de la couche transport  avec des liaisons croisées optiques pour transmettre des images et des données dans le monde entier, ainsi que des terminaux RF et optiques pour les envoyer au sol.

« Une fois que vous obtenez des données sur la couche de transport, je peux les déplacer vers n’importe quel système d’arme auquel elles doivent aller, je peux fusionner les données », a déclaré le directeur de la SDA, Derek Tournear, en octobre lors du symposium MilSat à Mountain View, en Californie.

Le vote de confiance de SDA dans la technologie optique, associé au pouvoir d’achat de l’agence, contribue à faire baisser le coût des terminaux optiques.

Les premières démonstrations de communications optiques ont été réalisées par des agences gouvernementales pilotant des terminaux sur mesure. Ces dernières années, les entreprises ont réduit le coût des terminaux optiques et mis en place une fabrication de masse pour fournir des constellations de satellites.

« Le défi consiste à faire en sorte que les terminaux soient productifs à un coût et un calendrier économiques que les systèmes peuvent se permettre », a déclaré David Czajkowski, PDG, directeur et co-fondateur de Space Micro, une société acquise plus tôt cette année par Voyager Space. Space Micro est sous contrat pour fournir des terminaux optiques au Space Force Space Systems Command.

Par Kristin Eichmann

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