Selon des informations obtenues par Dimension Network auprès du Centre de technologie et d'ingénierie des applications spatiales de l'Académie des sciences de Chine, la Chine a récemment réalisé une percée majeure dans la mission d'expérimentation de communication laser Terre-Lune, en établissant avec succès une liaison laser bidirectionnelle sur une distance de plus de 400 000 kilomètres entre la Terre et la Lune, réalisant pour la première fois une communication laser bidirectionnelle à haut débit Terre-Lune. Cela marque le passage officiel de la communication laser spatiale chinoise de l'orbite terrestre basse à l'espace cislunaire.

Communication laser bidirectionnelle à haut débit Terre-Lune

Quelles difficultés techniques faut-il surmonter ?

La communication laser spatiale est un mode de communication utilisant le laser pour transmettre des informations, présentant des avantages tels qu'une large bande passante, une vitesse élevée, une direction précise et une bonne confidentialité. Mais plus la distance est grande, plus les défis techniques sont importants.

Il est entendu que le domaine de la communication laser en espace lointain a toujours présenté plusieurs difficultés majeures : la distance atteignant des centaines de milliers de kilomètres, le faisceau lumineux est extrêmement difficile à aligner avec précision ; le signal, une fois transmis au sol, est si faible qu'il est presque impossible à recevoir ; et la vitesse de transmission ne peut pas être augmentée.

Face au problème d'alignement, l'équipe de recherche a imaginé une nouvelle approche : en tenant compte de divers facteurs tels que l'orbite du satellite, les erreurs d'installation du télescope, la réfraction atmosphérique et le temps de vol du laser, le satellite en orbite et le télescope au sol restent toujours alignés pendant le mouvement, garantissant que le faisceau laser puisse atteindre avec précision la position prédéterminée. C'est comme si, à 400 000 kilomètres de distance, on faisait passer avec précision un faisceau de lumière extrêmement fin à travers un « trou d'aiguille » en mouvement rapide.

Comment résoudre le problème du signal faible ? Les chercheurs ont utilisé un « détecteur ultra-sensible » capable de détecter des photons uniques et ont développé un algorithme complexe de reconnaissance de signaux pour « extraire » le signal utile du bruit de fond massif. C'est comme si, dans une rue animée et bruyante à des milliers de kilomètres, on parvenait à entendre distinctement le bruit d'une aiguille tombant au sol.

La dernière difficulté consiste à augmenter la vitesse de transmission. Grâce à une série d'avancées technologiques, les chercheurs ont considérablement amélioré l'efficacité du traitement des données. Cette expérimentation permet initialement d'atteindre un débit de communication de 1,25 Mbps (mégabits par seconde) en liaison montante et de 100 Mbps en liaison descendante. Pour transmettre une image lunaire haute définition en 8K, il fallait environ 4 à 5 minutes avec une liaison micro-ondes traditionnelle ; avec la communication laser à 100 Mbps, il ne faut plus qu'environ 12 secondes.

Ces avancées technologiques marquent le passage officiel de la communication laser spatiale chinoise de l'orbite terrestre basse à l'espace cislunaire, fournissant un soutien technologique important pour l'alunissage habité chinois, la construction de stations de recherche scientifique lunaires et l'exploration de l'espace lointain.