Artemis II : comment la NASA communique avec l’équipage à 380 000 km de la Terre

Après un décollage historique le 1er avril à 18h36, la mission Artemis II est officiellement sur les rails. La fusée SLS a fait son job, et les quatre membres d’équipage sont désormais en route pour un périple de 10 jours. Si vous voulez suivre leur progression minute par minute, la NASA a mis en place plusieurs outils.

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Pour maintenir ce lien à des centaines de milliers de kilomètres, la NASA utilise deux réseaux principaux qui se passent le relais. Au décollage et en orbite basse, c’est le Near Space Network (NSN) qui gère la courte portée.

Mais dès qu’Orion s’éloigne, c’est le Deep Space Network (DSN) qui prend la main via des antennes géantes situées en Californie, en Espagne et en Australie. Sans eux, pas de voix, pas de données, pas de mission.

Latence et débits

Le problème, c’est que l’espace est grand, et la physique est têtue. Même à la vitesse de la lumière (300 000 km/s), le signal met du temps à voyager. À la distance moyenne de la Lune (384 400 km), la latence (le « ping » si vous voulez) est d’environ 1,3 seconde pour un aller simple. Pour une conversation entre Houston et l’équipage, il faut donc compter près de 3 secondes entre une question et son début de réponse.

Côté débits, on est loin de votre fibre optique. Le DSN utilise principalement les bandes S, X et Ka.

Pour Artemis II, Orion peut envoyer des données vers la Terre avec un débit grimpant jusqu’à 250 Mbit/s en bande Ka. C’est suffisant pour de la vidéo HD, mais c’est une ressource partagée avec toutes les autres missions spatiales (comme James Webb ou Perseverance).

Pour la télémétrie critique, on retombe souvent sur des débits beaucoup plus faibles, de l’ordre de quelques kbit/s, pour garantir que le signal traverse le bruit de fond de l’univers.

Le « Black-out » de 41 minutes

L’autre problème, c’est que même la technologie la plus avancée ne peut pas traverser la roche. Lorsque la capsule Orion passera derrière la face cachée de la Lune (aux alentours du 5ème jour), le contact sera rompu. Pendant environ 41 minutes, la masse imposante du satellite bloquera physiquement tous les signaux radio et laser vers la Terre.

Durant ce laps de temps, l’équipage est livré à lui-même. Pour corriger ce défaut à l’avenir, plusieurs agences spatiales planchent déjà sur des constellations de satellites relais lunaires. L’idée ? Créer un véritable « Internet lunaire » pour que les futures missions Artemis ne perdent plus jamais le signal, même du « mauvais côté » de la Lune.

Vers la « fibre optique » spatiale via laser

La grande nouveauté de cette mission, c’est l’expérimentation du DSOC (Deep Space Optical Communications). Pour la première fois sur un vol habité, la NASA teste une liaison laser capable de transmettre 100 fois plus de données qu’une onde radio classique. C’est l’équivalent de passer de l’ADSL à la fibre optique en plein vide.

Ce système est important pour l’avenir : il permettra de transmettre des flux vidéo 4K en direct depuis la surface lunaire ou, plus tard, depuis Mars.