Une station au sol spécialisée de l'ONERA, nommée FEELINGS, a réussi à envoyer et recevoir des données par laser avec un satellite en orbite géostationnaire, à plus de 37 000 kilomètres de la surface terrestre. Des progrès importants et une première mondiale que les chercheurs ont mis en place grâce à l'optique adaptative.
Les liaisons optiques lasers représentent un enjeu technologique important dans le secteur spatial : celui de débits de données absolument pharaoniques par rapport aux fréquences de communication « classiques ». Reste que pour l'instant, les applications sont limitées. Il y a des liaisons des satellites entre eux et quelques missions (expérimentales ou non) avec des liaisons lasers pour télécharger rapidement des données vers le sol. Mais les échanges à travers l'atmosphère sont particuliers.
D'abord, il faut s'affranchir du mauvais temps, mais aussi et surtout des perturbations atmosphériques. Une « colonne d'air » au-dessus des stations au sol perturbe les signaux, les brouille, les diffracte, les atténue. Contrer le phénomène, que ce soit pour observer le cosmos ou échanger des données avec les satellites, n'est pas évident, mais depuis une décennie une technologie émerge avec un succès grandissant, c'est l'optique adaptative.
Aider le signal laser à traverser l'atmosphère
Il s'agit de quantifier précisément à l'instant T la perturbation atmosphérique, puis d'utiliser une lentille déformable (ou un réseau de miroirs) qui va corriger cette perturbation. C'est grâce à l'optique adaptative que la station au sol FEELINGS a pu échanger avec le satellite commercial Arabsat Badr-8, qui embarque sur son flanc le démonstrateur TELEO, une petite station d'émission-réception laser. TELEO bénéficie du support d'Airbus Defence & Space et du CNES.
FEELINGS (acronyme de FEEder LINks Ground Station), la station au sol, utilise un télescope de 60 centimètres de diamètre équipé d'une optique adaptative déformable avec 300 minuscules moteurs dont la position est actualisée 2 000 fois chaque seconde (2 kHz). De quoi améliorer l'émission-réception du signal laser d'un facteur 10 et disposer de performances uniques pour la stabilité et la fiabilité des données.
Une démonstration et beaucoup d'intérêt
La performance de FEELINGS est pour l'instant unique au monde, et l'ONERA a pu la développer dans un objectif dual avec le support de la Direction générale de l'armement. Il s'agit en effet de mieux comprendre les déformations atmosphériques et de trouver un moyen efficace de les contrer pour de plus grands débits de communication, mais aussi, pour les militaires comme pour les données sensibles de l'industrie spatiale, de développer des canaux qui seront plus directionnels, plus faciles à chiffrer ou plus complexes à intercepter.
D'une pierre deux coups, dans un secteur où, comme le rappelle Bruno Sainjon, P.-D.G. de l'ONERA : « Avec l'importance croissante des besoins en transmission de données et de la maîtrise de l'espace, la liaison laser spatiale haut débit répond tant à des enjeux de compétitivité que de souveraineté. » Pas mal, non ? C'est français…
25 décembre 2023 à 17h00
Source : ONERA
