Contrairement aux systèmes à radiofréquences traditionnels, la communication par laser (lasercomm) offre une bande passante considérablement plus élevée et une sécurité renforcée, en faisant un atout essentiel pour les missions satellitaires de nouvelle génération et les applications gourmandes en données. Cependant, cette avancée technologique introduit de nouvelles vulnérabilités – notamment la sensibilité des signaux optiques aux conditions atmosphériques. Même de légères perturbations, comme la couverture nuageuse ou la turbulence atmosphérique, peuvent affaiblir gravement ou interrompre la liaison laser entre les satellites et les stations au sol, compromettant ainsi la transmission et l’intégrité des données.
Le rôle clé des prévisions nuageuses : les imageurs du ciel
Les conditions météorologiques sont déterminantes pour établir un lien de communication optique en espace libre à travers l’atmosphère. Une perte d’intensité du signal ou une atténuation peut être causée par divers phénomènes météorologiques tels que la pluie intense ou le brouillard – la météo constituant la principale cause d’atténuation. En intégrant des données météorologiques avancées dans les procédures opérationnelles, les équipes peuvent anticiper les interruptions, planifier dynamiquement les liaisons descendantes et choisir les sites optimaux pour les stations au sol. Pour assurer une communication ininterrompue espace‑vers‑sol, des prévisions précises de la couverture nuageuse à court terme sont devenues un outil important pour les planificateurs de mission et les opérateurs de stations.
Environ 70 % de la surface terrestre est couverte de nuages, qui forment une partie essentielle de l’atmosphère terrestre. La communication optique en espace libre est affectée par les nuages, qui sont essentiellement de l’eau déposée au-dessus de la surface de la Terre. La longueur d’onde la plus utilisée (1550 nm) permet une bonne transmittance dans l’atmosphère. Toutefois, la présence de nuages impacte directement le signal laser traversant l’atmosphère. La profondeur optique des nuages (Cloud Optical Depth, COD) est le paramètre clé pour évaluer les effets des nuages sur les communications optiques en espace libre depuis les satellites vers le sol ou les avions. Le COD est proportionnel à la densité d’eau liquide des nuages (kg/m²) et permet d’estimer les propriétés de diffusion et d’absorption en fonction de l’épaisseur des nuages et de la taille des particules.
Les propriétés radiatives typiques des types de nuages courants peuvent être évaluées de différentes manières : des ensembles de données annuelles globales moyennes sont disponibles auprès de divers fournisseurs, mais fournissent uniquement des évaluations statistiques par région et type de nuage. Les images satellites peuvent également être utilisées pour obtenir des données nuageuses en temps réel, ce qui est particulièrement utile pour prévoir les nuages de basse altitude qui pourraient encore être hors de l’horizon d’un imageur du ciel. Toutefois, les prévisions à court terme les plus précises sur le mouvement et les caractéristiques des nuages pour un site donné peuvent être obtenues au sol à l’aide d’un imageur du ciel en infrarouge. L’imageur infrarouge Sky InSight™ de Reuniwatt fournit des observations et des prévisions nuageuses continues et à haute résolution, jour et nuit. Pour les prévisions de ligne de visée satellite‑vers‑sol, il peut être bénéfique de combiner les prévisions d’un imageur du ciel avec celles issues d’images satellites, car le champ de vision de l’instrument local est limité (en fonction de la présence de nuages à basse altitude et du paysage environnant).
Figure 1 : Traitement d’images satellites pour la décision sur la ligne de visée libre (Free Line‑of‑Sight). Les étoiles rouges indiquent un blocage potentiel du signal par des nuages, les étoiles vertes une ligne de visée libre.
Contactez‑nous pour en savoir plus sur les prévisions de couverture nuageuse pour les réseaux OGS.
Reuniwatt participe activement à plusieurs projets de communication optique en espace libre et fournit des prévisions nuageuses pour les réseaux Optical Ground Station (OGS). Nous avons déjà organisé deux webinaires consacrés au sujet, que nos lecteurs peuvent regarder à la demande :
-
Wireless Laser Communication: Don’t let clouds get in the way of success!
Dans ce webinaire, Reuniwatt, Airbus et Systematic Paris‑Region discutent comment la combinaison de la FSOC et des technologies de prévision météo est prête à transformer le marché de la communication – découvrez la précision des prévisions nuageuses.
-
No Clouds on the Horizon: The Future Looks Bright for FSOC
Dans ce webinaire, Reuniwatt, Mynaric et le Fraunhofer IOSB évoquent les défis actuels de la FSOC – découvrez les dernières avancées en communication optique en espace libre, multiplexage DWDM, et garantie de communication optique robuste malgré les nuages et en zone urbaine.
Les imageurs du ciel de Reuniwatt et notre expertise sont prêtes à soutenir des efforts améliorés d’observation, d’identification et de prévision des traînées de condensation. Nous disposons déjà d’un réseau de nombreux imageurs du ciel en Europe et proposons un service DaaS. Contactez‑nous pour découvrir comment nos solutions peuvent soutenir vos objectifs.