Avec ses tests de communications laser, Artemis II a ouvert la voie à des transmissions bien plus rapides et efficaces, qui pourraient un jour rendre le direct spatial aussi fluide et beau qu’un film en streaming. Mais le système reste au stade expérimental, et un nuage plane sur son avenir…

Oubliez les images granuleuses dignes des années 1970. Grâce à une expérimentation menée pendant la mission Artemis II, la Lune s’apprête à entrer dans l’ère du streaming haute définition. Ou presque. Car si lors de leur épopée, les astronautes ont bien renvoyé vers la Terre des vidéos encore modestes en qualité, une révolution silencieuse s’est jouée en coulisses. Celle des communications laser, capables de propulser l’exploration spatiale dans une nouvelle dimension visuelle, selon ArsTechnica.

Pendant la mission, l’équipage du vaisseau Orion nous a transmis des images en basse définition, captées à bord ou tournées vers la surface lunaire. Un paradoxe à l’heure des écrans UltraHD… Mais rien d’étonnant puisque Orion a principalement communiqué avec la Terre via des ondes radio, captées par un réseau d’antennes disséminées un peu partout sur le globe. Une technologie robuste, déjà utilisée au temps du programme Apollo, mais limitée en débit.

La communication du futur

Mais Artemis II ne s’est pas contentée de regarder dans le rétroviseur. À intervalles réguliers, les astronautes ont transmis des lots de données bien plus riches, incluant des images spectaculaires de la face cachée de la Lune et d’une éclipse solaire observée depuis l’espace. Et ce, grâce à des communications optiques par laser.

L’écart est saisissant. À l’époque d’Apollo, les transmissions se limitaient à quelques dizaines de kilooctets par seconde. Avec Orion, via les communications radio classiques, le débit atteint seulement quelques mégabits par seconde (entre 3 et 5 Mbit/s pendant les phases où les transmissions sont les plus performantes). L’arrivée du laser change radicalement la donne. Lorsqu’il est activé, le système permet de grimper jusqu’à environ 260 Mbit/s (soit environ 32,5 Mo/s). À ce rythme, un film entier en haute définition pourrait être envoyé en quelques secondes.

L’agence américaine avait déjà expérimenté cette technologie depuis la Lune, avec la mission Lunar Atmosphere Dust Environment Explorer il y a dix ans, et depuis la Station spatiale internationale, mais Artemis II constitue un test grandeur nature. D’autant que les perspectives sont immenses.

Braver les nuages

Car le laser coche toutes les cases de la communication du futur: des débits sans commune mesure avec la radio, des équipements plus légers, et une consommation énergétique réduite au strict minimum. Ainsi, à bord d’Orion, la radio nécessitait 5 à 20 Watts de puissance. L’émetteur de communication laser, lui, n’utilisait qu’un seul Watt. Or, à l’échelle d’une mission lointaine, chaque Watt compte.

Le test réussi d’Artemis II devrait ainsi permettre la retransmission en direct en haute définition, voire en 4K, de l’alunissage d’Artemis IV et des missions futures de la NASA.

Mais il reste encore du travail avant d’en arrivée là. D’abord parce que la Nasa ne dispose que de trois stations au sol capables de capter ces signaux laser, situées aux États-Unis et en Australie. Une couverture encore trop limitée pour un usage continu.

Ensuite parce que le système reste expérimental…. et peine à braver les nuages. En effet, les communications laser, aussi prometteuses soient-elles, restent capricieuses. À ces longueurs d’onde, autour de 1.550 nanomètres, la moindre interférence, nuageuse, par exemple, perturbe les photos qui composent le signal. Là où les ondes radio traversent l’atmosphère sans trop d’encombres, le laser exige une ligne de mire parfaite entre l’espace et le sol. En pratique, cela signifie qu’une station terrestre peut devenir aveugle en quelques minutes, simplement parce que le ciel se couvre.

Si dans l’espace, les satellites de SpaceX échangent des données entre eux via des faisceaux laser au sein du réseau Starlink, dès qu’il s’agit de redescendre l’information vers le sol, la météo reprend ses droits.

Réseau mondial de stations au sol

Pour garantir une réception fiable, il faudrait donc déployer un réseau mondial d’une quarantaine de stations au sol. Mais encore faut-il pouvoir les construire sans faire exploser les budgets. C’est dans cette optique qu’une expérience parallèle a été menée. Le pari? Assembler une station de réception optique à partir de composants largement disponibles sur le marché.

Un terminal optique à bas coût, composé d’un télescope commercial et d’un système de détection avancé, a été installé en Australie. Un dispositif loin des installations monumentales habituelles. Et pourtant, une fois déployé, le terminal a tenu ses promesses, captant des flux de données à très haut débit sans broncher.

Pendant la mission Artemis II, le terminal optique prêt à l’emploi a par exemple atteint le débit maximal de 260 Mbit/s, prévu avec le système de communication optique O2O. De quoi télécharger une grande partie des données que la Nasa a reçues pendant la mission.

« L’amélioration du leadership américain en matière d’optique spatiale et terrestre est au cœur de notre mission, et les stations au sol de communication laser clé en main sont un élément essentiel de cet avenir », observe cofondateur et PDG d’Observable Space, dans un communiqué.

Cette démonstration pourrait bien changer la donne. En réduisant les coûts, elle ouvre la voie à une généralisation des communications laser entre l’espace et la Terre.

A terme, les missions lunaires pourraient être diffusées en direct avec une qualité d’image comparable à celle des plateformes de streaming. Une perspective qui ne relève plus de la science-fiction, mais d’un futur proche où la conquête spatiale se vivra aussi en ultra-haute définition depuis son salon et sans abonnement…