La NASA s'efforce de changer à jamais la façon dont les astronautes communiquent vers et depuis l'espace à l'aide d'un système de communication laser avancé appelé LEMNOS, qui permettra des connexions exponentiellement plus rapides que jamais.

Imaginez pouvoir regarder des vidéos 4K ultra-haute définition (UHD) alors que les humains font leurs premiers pas sur une autre planète. Ou imaginez des astronautes prenant un téléphone portable et effectuant une vidéoconférence avec leur famille et leurs amis à 34 millions de kilomètres, tout comme ils pourraient le faire sur Terre. LEMNOS, Services opérationnels de mission et de navigation améliorés par laser, peut faire de ces capacités et plus encore une réalité dans un proche avenir. Le projet a été nommé pour l'île, Lemnos, où le héros mythique Orion a retrouvé la vue, selon la tradition grecque. De la même manière, LEMNOS fournira la vue pour le vaisseau spatial Orion de prochaine génération de la NASA.

"Les communications laser révolutionneront le retour de données depuis des destinations au-delà de l'orbite terrestre basse, améliorer les opportunités de sensibilisation depuis l'espace et améliorer la qualité de vie des astronautes lors de longues missions spatiales, " dit Don Cornwell, directeur de la division Advanced Communication and Navigation au bureau du programme Space Communications and Navigation au siège de la NASA. "Alors que nous nous efforçons de placer des humains sur Mars pour la première fois, il est impératif que nous développions un système de communication pour soutenir ces activités au plus haut niveau possible."

Communications laser, également connu sous le nom de communications optiques, est la dernière technologie de communication spatiale, capable de fournir des débits de données jusqu'à cent fois plus élevés que les systèmes actuels. Ça signifie, par exemple, que les astronautes pourraient envoyer et recevoir des vidéos ultra-haute définition depuis la surface de Mars. Aucune mission vers Mars n'a encore eu cette capacité. Quelque chose de basique pourrait avoir des applications de grande envergure, permettant au public américain de « accompagner » pendant que nos astronautes explorent l'espace lointain tout en permettant des découvertes scientifiques avec des images et des données de résolution beaucoup plus élevée.

La division des projets d'exploration et de communications spatiales (ESC) du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, a été sollicité pour construire LEMNOS en collaboration avec le MIT Lincoln Laboratory à Lexington, Massachusetts. Ils ont travaillé avec d'autres centres de la NASA pour déterminer les besoins spécifiques que le système peut répondre.

"Alors que nous commencions à réfléchir à la possibilité de communications laser sur Orion, J'ai parlé avec les contrôleurs de vol du Johnson Space Center qui développent le plan de communication pour les missions spatiales lointaines d'Orion. Ils parlaient d'activer des capacités de communication que nous tenons pour acquises, mais qui sont si étrangers dans l'espace, du streaming de données scientifiques et de vidéos en temps réel, à permettre aux astronautes de regarder le Super Bowl ou de suivre une élection, " a déclaré Mark Brumfield, directeur adjoint du programme de mise en œuvre pour l'ESC. "Être capable de se connecter avec la société pourrait avoir de grands impacts sur la santé mentale des astronautes pendant la mission. À l'heure actuelle, ils ne seraient pas en mesure d'établir ces liens de manière significative, mais les communications optiques nous donneront cette capacité."

Au cours des près de 50 ans entre le programme Apollo et la mission Lunar Reconnaissance Orbiter, retour de données considérablement amélioré, comme en témoigne la différence entre les images d'Apollo 8 et de LRO, qui ont été relayés vers la Terre via un système à débit beaucoup plus élevé. Alors que le système de communication d'Apollo prenait en charge 51 kilo-octets de données par seconde, LEMNOS pourra prendre en charge des communications à des débits d'au moins 80 mégaoctets par seconde.

Le projet vient de démarrer à Goddard, dans le but de tester pour la première fois LEMNOS sur le deuxième vol d'Orion au-delà de la lune. Prévu pour une semaine avec possibilité de prolongation pour une mission plus longue, ce sera l'occasion idéale de tester le système de communication laser, le faire fonctionner en continu jusqu'à une heure par jour.

Après la mission initiale, Brumfield spécule que la NASA pourrait ajouter plus de terminaux de communication laser sur les futures missions d'exploration d'Orion. Cela augmenterait la capacité de communication en raison de l'exigence de visibilité directe pour LEMNOS. Il dit que ce serait un changement évolutif dans la façon dont la NASA effectue les communications spatiales.

Le bureau du programme de communication spatiale et de navigation au siège de la NASA assure la supervision programmatique du projet. L'équipe de communication de Goddard a été sollicitée pour construire et mettre en œuvre le système en collaboration avec le MIT Lincoln Laboratory.