Pour la première fois en Israël: le nanosatellite de l’Université de Tel-Aviv va communiquer depuis l’espace avec une station terrestre optique
Nouvelle prouesse technologique de l’Université de Tel-Aviv : TAU-SAT3, premier nanosatellite israélien de communication quantique, développé au Centre de nanosatellites de la Faculté d’ingénierie de l’Université, a été lancé avec succès à l’aide du lanceur Falcon 9 de SpaceX, depuis la station spatiale de Cap Canaveral en Floride. Selon les chercheurs, il s’agit d’une percée scientifique, ouvrant la voie à la construction d’un réseau de communication optique et quantique depuis l’espace à l’aide des nanosatellites.
En moins de deux ans, l’université a envoyé trois nanosatellites dans l’espace. Le troisième, TAU-SAT3, conçu pour communiquer depuis l’espace avec une station terrestre optique a été lancé le 3 janvier, à une altitude de 550 km. Il devrait tourner en orbite autour de la Terre pendant environ cinq ans. Equipé, pour la première fois, de batteries embarquées fabriquées par une société israélienne, Epsilor, qui lui fourniront de l’énergie pendant toute sa vie en orbite, le satellite a été conçu pour effectuer un certain nombre de missions scientifiques, pendant lesquelles il renverra des signaux de communication optiques à une station terrestre installée sur le toit du bâtiment de l’Ecole de physique de l’Université.
Récupérer les données perdues en temps réel
Celle-ci est la première station terrestre optique en Israël, et l’une des rares au monde, capable de se verrouiller sur un nanosatellite qui, vu de la Terre, est plus petit qu’un pixel, et de suivre et collecter des données à partir de lui. Selon les chercheurs, cela signifie qu’à l’avenir, il sera possible de construire et de lancer dans l’espace des systèmes miniaturisés pour la communication optique à un coût bien inférieur à celui des grands satellites. TAU-SAT3 effectuera également des expériences de communication à très haut débit et dans des scénarios où les liaisons par satellite sont perturbées.
« Les deux premiers nanosatellites de l’Université de Tel-Aviv avaient pour but de mesurer le rayonnement cosmique autour de la Terre et de tester divers moyens de protection des systèmes électroniques installés sur les satellites contre ce rayonnement », explique le Prof. Meir Ariel, responsable du Centre de nanosatellites de l’Université. « À cette fin, ils contenaient des dispositifs spécifiques construits en collaboration avec diverses institutions scientifiques, dont le Centre de recherche nucléaire Soreq. Le troisième satellite, TAU-SAT3, a été le premier entièrement conçu, développé et construit à l’Université de Tel-Aviv ».
« TAU-SAT3 est un nanosatellite de 20 cm transportant un dispositif optique de seulement quelques centimètres de long », explique le Prof. Ariel. « Lorsqu’il passera au-dessus d’Israël, l’appareil émettra de la lumière à différentes longueurs d’onde. Le télescope de la station terrestre optique détectera le minuscule flash, se verrouillera dessus et le suivra. Le nanosatellite enverra simultanément des signaux optiques et radio vers la terre, mais lorsque son dispositif optique s’actionnera vers la station optique au sol, son antenne s’orientera dans une direction différente. C’est pourquoi une partie importante des données pourrait être perdue. L’innovation de ce projet réside dans la capacité des systèmes de communication installés à la fois sur le nanosatellite et sur la station au sol, de récupérer les données perdues en temps réel à l’aide d’algorithmes sophistiqués de traitement de signal développés à l’UTA ».
Un pas en avant considérable dans la construction d’un système de communication quantique
« Les propriétés de la mécanique quantique permettent d’établir des protocoles de cryptage à des niveaux de sécurité non atteignables jusque-là », explique le Prof. Yaron Oz, directeur du Centre de science et technologie quantiques de l’Université de Tel-Aviv, et ancien recteur. « Dès qu’une entité hostile tente d’intercepter un message transmis, celui-ci s’estompe immédiatement, et la tentative d’interception est identifiée, alors qu’avec les méthodes de cryptage utilisées actuellement, les interceptions restent indétectables. Par conséquent, la question de la communication quantique sécurisée se trouve aujourd’hui au centre des préoccupations des chercheurs. Les gouvernements et les entreprises géantes du monde entier sont impliqués dans une course pour à la technologie quantique, d’autant plus que les ordinateurs quantiques sont capables de « casser » les algorithmes de cryptage utilisés aujourd’hui. Il s’agit d’un effort considérable, à la fois sur le plan scientifique, technologique et budgétaire ».
« Il faut souligner qu’au-delà du décryptage des données de sécurité, le piratage des méthodes de cryptage actuelles par l’informatique quantique, mettrait en péril toutes les données, y compris les dossiers médicaux et financiers personnels, les messages électroniques et WhatsApp, etc. Le cryptage quantique a donc des implications pour la préservation de la vie privée de chacun », ajoute le Prof. Oz.
« La communication quantique est très sensible au support par lequel elle est transmise, comme les fibres optiques ou l’atmosphère. Nous espérons que TAU-SAT3 permettra pour la première fois la communication entre une station terrestre optique et un satellite, ce qui nous fera faire un pas en avant considérable dans la construction d’un système de communication quantique fiable ».
Leader en Israël dans le domaine du Nouvel Espace et des nanosatellittes
« La Faculté d’ingénierie de l’Université de Tel-Aviv est fière du lancement réussi du nanosatellite TAUSAT3 », a déclaré le Doyen de la Faculté d’ingénierie, le Prof. Noam Eliaz. « C’est le troisième nanosatellite que nous lançons en moins de deux ans, grâce à la recherche et au développement menés au Centre de nanosatellites de la Faculté d’ingénierie, en collaboration avec le Centre de science et technologie quantiques de l’Université. Ce nanosatellite concrétise plusieurs étapes vers notre objectif : parvenir à une communication quantique depuis l’espace au moyen d’un nanosatellite quantique, qui sera construit à l’Université de Tel-Aviv dans l’avenir. Récemment, nous avons été les lauréats uniques d’un appel d’offres lancé par le ministère des Sciences et de la Technologie d’Israël pour construire et lancer une flotte de satellites tout en rendant le domaine du Nouvel Espace et la construction de nanosatellites accessibles aux élèves de la périphérie. La Faculté d’ingénierie de l’Université de Tel-Aviv est aujourd’hui leader dans ce domaine en Israël et constitue un centre focal pour les étudiants, les lycéens, les centres de recherche et l’industrie dans ce domaine».
Un grand nombre de membres du corps professoral de l’Université de Tel-Aviv ont participé à ce projet révolutionnaire, notamment le Prof. Ofer Amrani, chercheur principal du projet, le Prof. Haim Suchowski, directeur du laboratoire de recherche Femto-Nano, et les chercheurs, doctorants et étudiants qui ont conçu et développé les systèmes du nanosatellite : le Dr. Dolev Bashi, Idan Finkelstein, Michael Tzukran, Ofir Cohen, David Greenberg, Barak Levi, Alon Haramati, Onn Rengingad, Ofir Yafe, Shahar Morag, Ori Dagan, Elad Sagi et Orly Blumberg.
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Photos:
1. L’équipe de la conception et du développement du satellitte: en haut de gauche à droit: le Dr. Orly Blumberg, le Prof. Ofer Amrani, le Prof. Meir Ariel. En bas à gauche à droite: le Dr. Dolev Bashi et Idan Finkelstein.
2. TAUSAT3
3. Lancement du satellite.
(Crédit: Université de Tel-Aviv)
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