Voir clair dans la navigation par satellite et par drone
Deux nouveaux capteurs laser sont prévus pour aider les satellites à naviguer avec plus de précision et les drones à voler plus longtemps dans les zones sans visibilité. Développés dans le cadre du projet INPHOMIR financé par l’UE, ces capteurs pourraient rendre les missions spatiales européennes plus efficaces et plus rentables. Les capteurs actuels utilisés dans la navigation spatiale et les systèmes autonomes manquent de précision lorsque la visibilité est faible, ce qui entraîne des erreurs importantes – et très coûteuses – de trajectoire et de positionnement. Ils consomment également beaucoup d’énergie, ce qui épuise les batteries et limite la durée d’utilisation des satellites et des drones. C’est là qu’interviennent les deux capteurs compacts à très faible consommation d’énergie d’INPHOMIR: un gyroscope optique et un dispositif de détection et de télémétrie (LiDAR) par ondes continues modulées en fréquence (FMCW) dans l’infrarouge moyen. Les deux capteurs permettront aux satellites de voler avec une grande précision et aux drones de voler plus loin et plus longtemps, ce qui renforcera les capacités de l’Europe en matière de navigation spatiale, de systèmes autonomes et de surveillance de la Terre. «Alors que nous cherchons à explorer l’espace beaucoup plus profondément tout en menant des missions plus complexes, le besoin de capteurs précis, fiables et efficaces est plus important que jamais», déclare Daniele Palaferri, scientifique principal du coordinateur du projet INPHOMIR, GEM elettronica, Italie, dans un récent communiqué de presse. «Les technologies de détection avancées que nous développons devraient permettre d’accroître la précision du positionnement par satellite, d’améliorer la navigation pour les missions interplanétaires et de garantir le succès de l’exploration spatiale.»
À propos des capteurs
Le gyroscope optique est un outil d’équilibrage super intelligent qui aide les satellites et les drones à naviguer avec précision et à garder le cap. Il utilise la lumière laser pour mesurer la vitesse et la direction d’un objet en rotation. Des faisceaux lumineux tournent à l’intérieur du gyroscope, de sorte que lorsque l’appareil bouge ou tourne, la trajectoire des faisceaux lumineux change légèrement. C’est ce changement que le capteur détecte afin de calculer le mouvement et la direction exacts. Le LiDAR FMCW dans l’infrarouge moyen ressemble à la technologie radar, mais la lumière laser est utilisée à la place du son pour créer des cartes en 3D de l’environnement. Daniele Palaferri compare le capteur au système d’écholocalisation d’une chauve-souris, expliquant que le LiDAR émet un faisceau laser continu dont la fréquence change au fil du temps. Cela permet de mesurer les distances avec une extrême précision, même pour les objets en mouvement. La lumière infrarouge moyenne est utilisée pour les capteurs en raison de sa capacité à pénétrer la poussière, le brouillard et d’autres éléments qui bloquent habituellement la lumière normale. «Pour les drones et les voitures autonomes, ce LiDAR les aide à "voir" leur environnement avec des détails incroyables, même par mauvais temps ou la nuit, ce qui permet un fonctionnement plus sûr et plus fiable. Dans les missions spatiales, cette technologie peut aider les satellites et les rovers à naviguer et à cartographier des terrains inconnus avec précision», explique le scientifique. INPHOMIR construit ses capteurs sur du phosphure d’indium, un matériau qui permet d’intégrer une grande puissance de calcul dans des puces de la taille d’un ongle, appelées circuits intégrés photoniques (CIP). Cela permet de réduire la taille, le poids et la consommation d’énergie. «Nos avancées pionnières dans le domaine de la technologie matérielle basée sur les CIP promettent de révolutionner les processus de gestion de la chaîne d’approvisionnement (GCA) des entreprises de l’UE. Grâce à notre propre approvisionnement en CIP, l’Europe peut innover plus rapidement et créer de nouvelles technologies, ce qui nous permet de rester à la pointe des avancées technologiques», fait remarquer Daniele Palaferri. Il commente également l’impact du projet INPHOMIR (INdium PHOsphide-based advanced Monolithically integrated photonic building-blocks at near and mid-InfraRed wavelengths): «La réussite du projet marquera une étape importante dans la technologie de détection photonique, offrant un avantage concurrentiel aux industries européennes et renforçant l’engagement de l’UE en faveur de l’excellence technologique». Pour plus d’informations, veuillez consulter: site web du projet INPHOMIR
Mots‑clés
INPHOMIR, capteur laser, espace, satellite, drone, circuit intégré photonique, infrarouge moyen, phosphure d’indium, onde continue modulée en fréquence, détection et télémétrie par la lumière