Principaux renseignements

• Les scientifiques chinois ont transmis des données de l’espace vers la Terre à des vitesses sans précédent à l’aide d’un laser de 2 watts.
• Ils ont surmonté les turbulences atmosphériques en mettant au point une méthode de « synergie AO-MDR » qui combine l’optique adaptative et la réception à diversité de modes.
• Le nouveau système a permis d’améliorer la force du signal, d’augmenter la probabilité de signaux utilisables et de réduire les taux d’erreur.

Des scientifiques chinois ont réalisé un exploit remarquable dans le domaine de la transmission de données en envoyant des informations de l’espace vers la Terre à des vitesses sans précédent. En utilisant un laser d’une puissance aussi faible que 2 watts – comparable à la flamme d’une bougie – ils ont transmis des données à partir d’un satellite en orbite à 36 000 kilomètres au-dessus de la Terre. Cette réalisation dépasse de cinq fois les capacités de Starlink, une constellation de satellites Internet opérant à des altitudes beaucoup plus basses.

Le succès réside dans la capacité à surmonter le défi posé par les turbulences atmosphériques, qui déforment les signaux lumineux lors de leur descente dans l’atmosphère. Les tentatives précédentes pour atténuer ce problème reposaient sur l’optique adaptative (OA) ou la réception à diversité de modes (MDR), mais aucune de ces méthodes ne s’est avérée totalement efficace dans des conditions de fortes turbulences.

Le professeur Wu Jian, de l’université des postes et télécommunications de Pékin, et le Dr Liu Chao, de l’Académie chinoise des sciences, ont dirigé une équipe qui a mis au point une nouvelle approche appelée « synergie AO-MDR ». Cette méthode combine l’OA, qui remodèle la lumière déformée à l’aide de micro-miroirs à l’intérieur d’un télescope, et la MDR, qui capture les signaux diffusés sur plusieurs canaux.

Leur système a été testé dans un observatoire du sud-ouest de la Chine, ciblant un satellite sans nom situé à plus de 36 000 kilomètres. Un télescope de 1,8 mètre équipé de 357 micro-miroirs a corrigé efficacement la distorsion du front d’onde. La lumière entrant dans le télescope a été divisée en huit canaux en mode de base, et un algorithme de « sélection du chemin » a sélectionné les trois signaux les plus forts pour les fusionner en temps réel.

Les résultats ont démontré une amélioration significative de la force du signal par rapport à l’utilisation de l’OA seule. En outre, le taux d’erreur a chuté de manière spectaculaire, augmentant la probabilité de signaux utilisables de 72 pour cent à 91,1 pour cent. Cette avancée ouvre la voie à une transmission de données fiable et à grande vitesse depuis l’espace.

La Chine a été à l’avant-garde du développement de la technologie de communication par laser. En 2020, le satellite Shijian-20 a atteint une vitesse record de 10 Gbps pour les liaisons laser descendantes depuis l’orbite géostationnaire. Bien que la puissance laser utilisée sur Shijian-20 reste confidentielle, ses prouesses technologiques ont attiré l’attention des observateurs internationaux.