Des expériences de télémétrie laser sur Hayabusa2 ont été menées du 7 au 23 décembre 2020 en collaboration avec la JAXA et les stations de télémétrie laser de l'Observatoire de la Côte d’Azur (OCA), de Wettzell (Allemagne), de Mont Stromlo (Australie) et de Koganei (Japon). Elles ont permis d'établir un record de distance pour un lien laser synchrone deux voies entre le satellite Hayabusa2 de la JAXA et la station de télémétrie laser MéO de l’OCA-CNRS.
Ces travaux sont parus dans Advances in Space Research le 4 janvier 2023
Ces expériences de démonstration avaient pour objectif d’établir des liens lasers synchrones bidirectionnels pour la mesure de distance Terre-satellite en profitant de l’altimètre LIDAR embarqué sur le satellite.
A deux occasions, la station MéO de l’OCA a réussi à établir ces liens laser records : Une première fois le 09 décembre 2020 à une distance de 1 million de km et une seconde fois le 21 décembre 2020 à une distance de 6 millions de km.
Ces résultats s’inscrivent dans la continuité des précédentes démonstrations de liens laser deux-voies comme en 2005 avec la sonde Messenger à 24 millions de km mais dans ce cas en asynchrone ou bien même plus récemment, sur la sonde Lunar Reconnaissance Orbiter à 0.385 millions de km sur un panneau de retro-réflecteurs ayant une surface inférieure à une feuille A4 et encore une fois avec la station MéO de l’OCA-CNRS.
Ces résultats exceptionnels sont un premier exemple d’un lien laser avec échos sur un transpondeur entre un explorateur planétaire et une station sol. L’autre prouesse est que ces démonstrations ont eu lieu en journée à 30° du soleil, ce qui est un véritable défi pour les instrumentations mises en œuvres fonctionnant en régime de simple-photon. Ces succès tiennent pour une grande partie au savoir-faire et au développement de la station MéO de l’OCA-CNRS dans le cadre de ses activités courantes de télémétrie laser lune. Ces données ont aussi permis de faire une mesure détaillée du champ de vision du LIDAR embarqué sur Hayabusa2.
Cette collaboration fructueuse entre des instituts étrangers apportent d’importantes connaissances technologiques pour les futurs missions d’exploration profonde de l’espace et ouvrent la voie à des multiples applications comme les communications sol-espace par lien laser, la déterminations précise d’orbite, la synchronisation d’horloge à des distances interplanétaires et enfin les tests de physique fondamental.
Réference
Noda, H., Senshu, H., Otsubo, T., Takeuchi, H., Courde, C., Kunimori, H., ... & Mizuno, T. (2023). Demonstration of deep-space synchronous two-way laser ranging with a laser transponder aboard Hayabusa2. Advances in Space Research.
https://doi.org/10.1016/j.asr.2022.12.057
Contacts
Clément Courde, Laboratoire Geoazur (OCA-CNRS-UCA-IRD), clement.courde@geoazur.unice.fr
Julien Chabé, Laboratoire Geoazur (OCA-CNRS-UCA-IRD), julien.chabe@geoazur.unice.fr