Interconnexion optique dans les engins spatiaux en orbite basse

Un satellite peut faire un usage intensif d’émetteurs-récepteurs optiques.

Faisant fond sur son expertise dans la fabrication de modules de communication optiques embarqués pour la défense et l’aérospatiale, Reflex Photonics lance des émetteurs-récepteurs optiques résistants aux effets du rayonnement pour le marché de l’aérospatiale avec l’introduction des gammes de produits « protégés contre les rayonnements » SpaceABLEMC et SpaceCONEXMC.

Description de l'application

Lorsque des composants tels que des émetteurs-récepteurs optiques embarqués sont déployés dans l’espace sur un satellite ou un engin spatial, ils sont exposés à des protons et à des ions lourds provenant des rayons cosmiques et des éruptions solaires. Contrairement à la plupart des composants électroniques conçus pour un usage terrestre, le matériel déployé en orbite basse (altitudes de 500 à 2 000 km) doit être résistant aux rayonnements.

Les particules chargées sont piégées par le champ électromagnétique terrestre sur deux zones principales appelées les ceintures de Van Allen. La ceinture intérieure a une altitude de 1000 à 10 000 km et chevauche l’orbite basse dans laquelle on trouvera la plupart des satellites concernés par cette application.

Les particules chargées sont piégées par le champ électromagnétique terrestre sur deux zones principales appelées « ceintures de Van Allen »

Avantages des solutions optiques pour environnement spatial de Reflex Photonics

  • Respect des exigences de faibles dimension, poids et puissance consommée (SWaP) les plus élevées
  • Émetteur-récepteur le plus petit sur le marché et de faible poids
  • Soumis à des essais de résistance aux ions lourds
  • Soumis à des essais de résistance aux rayons gamma
  • Soumis à des essais de résistance aux protons de basse et haute énergie
  • Soumis à des essais d’acceptation de lot de la Émetteur-récepteur optique en parallèle à 12 voies
  • Jusqu’à 28 Gbps/voie 
  • Température de fonctionnement de −40 ºC à 100 ºC
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Émetteur-récepteur utilisé dans cette application

Émetteurs-récepteurs protégés contre les rayonnements SpaceABLE28 SL 100G (duplex intégal)

Émetteurs-récepteurs protégés contre les rayonnements SpaceABLE SL 50G (duplex intégral) et SpaceABLE 150G

Émetteurs-récepteurs protégés contre les rayonnements SpaceABLE SM 50G et 150G

Une couverture mondiale par satellites en orbite basse

OneWeb Satellites is planning the launch 900 satellites into low Earth orbit beginning in 2018, to deliver Internet access globally.

De nombreux projets concurrents menés par des exploitants de satellites visent à lancer des milliers de satellites en vue d’offrir une couverture Internet mondiale. Entre autres exemples, SpaceX entend lancer près de 12 000 satellites Internet, et OneWeb, près de 2 000, au cours des prochaines années.
Les satellites en orbite basse sont souvent déployés en constellations puisqu’un seul satellite ne couvre qu’une petite zone qui change en même temps que le satellite se déplace à la vitesse angulaire élevée nécessaire pour rester en orbite.

Il faut donc un grand nombre de satellites en orbite basse pour assurer la couverture continue d’une zone et ainsi faire concurrence au réseau à fibres terrestre. Ces satellites diffèrent des satellites géostationnaires qui voyagent à la même vitesse angulaire que celle de la rotation de la Terre et qui couvrent une grande zone sans interruption.
Les applications à large bande tirent profit des télécommunications à faible latence offertes par les constellations satellitaires en orbite basse. Une constellation satellitaire en orbite basse peut aussi fournir une plus grande capacité en permettant une réutilisation de fréquence sur la zone couverte.

Les solutions d’interconnexion optique réduisent le poids de la charge utile et la complexité du câblage.

L’interconnexion optique aide à réduire le poids de chaque satellite, d’où une réduction du coût du lancement ainsi que du coût par bit qui en découle pour l’exploitant du satellite.

L’interconnexion optique aide à améliorer le rapport coût-efficacité des satellites à haut débit en orbite basse, et les émetteurs-récepteurs optiques SpaceABLE et SpaceCONEX, intrinsèquement résistants aux rayonnements, sont la meilleure interconnexion optique COTS pour ces engins spatiaux. 

Émetteurs-récepteurs protégés contre les rayonnements SpaceABLE

Émetteurs-récepteurs protégés contre les rayonnements SpaceABLE

Nous prenons toutes les menaces environnementales très au sérieux lorsqu’il s’agit de qualifier nos modules protégés contre les rayonnements. C’est pourquoi nous avons déployé tant d’efforts pour tester la résistance de nos émetteurs-récepteurs aux ions lourds, aux protons et aux rayons gamma. Les émetteurs-récepteurs protégés contre les rayonnements ou « pour environnement spatial » de Reflex Photonics sont conçus pour résister à des doses de rayonnement supérieures à 100 krad.
De plus, tous nos dispositifs sont soumis aux essais d’acceptation de processus et de lot ECSS et une présélection des composants est effectuée pour chaque lot d’émetteurs-récepteurs vendu pour cette application.

Sommaire des essais de spatioqualification

  • Essai de résistance aux protons : dose totale de rayonnements non ionisants (TNID)
  • Essai de résistance aux ions lourds : effet et déclenchement d’une particule isolée (SEE et SEL)
  • Essai de résistance aux rayons gamma avec cobalt60 : dose totale de rayonnements ionisants (TID)
  • Vibrations aléatoires : NASA GEVS, GSFCSTD7000A
  • TVAC : vide inférieur à 5E5 hPa
  • Dégazage : ECSSQST7002C

Le SpaceABLE a aussi réussi les essais de qualification standards du LightABLE

  • Résistance aux vibrations (MILSTD883, méthode 2007.3)
  • Résistance aux chocs mécaniques (MILSTD883, méthode 2002.4)
  • Résistance aux chocs thermiques (MILSTD883, méthode 1011.9)
  • Résistance à la chaleur humide (MILSTD202, méthode 103B)
  • Résistance à la conservation au froid (MILSTD810, méthode 502.5)
  • Essais de cyclage thermique (MILSTD883, méthode 1010).

Partenaires technologiques du programme de spatioqualification

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