Réseaux de communication lunaires: connecter la prochaine frontière
Alors que l’humanité se prépare à un retour durable sur la Lune grâce à des missions comme Artemis II, la mise en place de moyens de communication fiables représente un pilier essentiel de l’infrastructure des futures missions lunaires. Un groupe international, auquel participe l'OFCOM, pose actuellement les bases pour que les futurs astronautes, véhicules d’exploration et atterrisseurs auront à disposition des communications lunaires robustes pour rester connectés, se déplacer en toute sécurité et partager leurs découvertes avec nous sur Terre.
Ivica Stevanovic et Benjamin Fuchs, Concessions et gestion des fréquences
La mise en place des réseaux lunaires est motivée par la nécessité d’une communication et coordination fiable. Un réseau sur la Lune permettra aux astronautes de communiquer entre eux et avec leurs bases, aux véhicules d’exploration (rovers) de transmettre des vidéos haute définition aux atterrisseurs, ainsi que d’assurer la synchronisation nécessaire à des opérations scientifiques complexes. Sans cette infrastructure, l’objectif ambitieux d’une présence humaine à long terme sur la Lune devient inenvisageable.
Un nouveau modèle de propagation des ondes radio au-delà de la Terre
La Lune présente des conditions physiques très différentes de celles de la Terre. C’est la raison pour laquelle les modèles de propagation des ondes radios utilisés pour planifier les réseaux mobiles terrestres (comme ceux qui permettent de dimensionner la couverture des stations de base pour nos smartphones) ne sont pas adaptés à l’environnement lunaire. Pour répondre à ce défi, une Commission d’étude de l’Union internationale des télécommunications (UIT-R), à laquelle l’OFCOM contribue activement, a développé un modèle spécialisé décrit dans une recommandation de l’UIT-R, publiée en 2025.
Un environnement différent: les défis du modèle de propagation lunaire
La modélisation de la propagation des ondes radio sur la Lune présente des défis uniques, car l’environnement lunaire ne possède pas les caractéristiques familières de la Terre:
- Absence d’atmosphère: sur Terre, l’atmosphère peut réfracter (courber ou dévier) les ondes radio et ainsi leur permettre de se propager au-delà de l’horizon. Sur la Lune, l’absence d’atmosphère empêche ce phénomène: dès que le récepteur sort de la ligne de visée de l’émetteur, le signal s’atténue fortement et devient plus difficile à capter.
- Géométrie d’un petit astre: le rayon de la Lune est environ quatre fois plus petit que celui de la Terre, ce qui rapproche fortement l’horizon et réduit considérablement la portée des signaux.
- Propriétés de surface uniques: en l’absence d’arbres et de bâtiments (ce que les experts appellent le clutter) les pertes liées à ces obstacles, typiques des environnements terrestres, disparaissent. Par ailleurs, le sol lunaire (appelé régolithe) présente des propriétés électromagnétiques particulières, qui modifient la manière dont les ondes radio sont réfléchies et diffusées par rapport aux sols terrestres.
- Relief numérique: pour être précis, les modèles de propagation des ondes radio doivent utiliser des cartes d’altitude lunaires à haute résolution afin de prendre en compte les cratères profonds et les sommets élevés susceptibles de bloquer un signal.
Préserver le silence radio: la zone protégée de la Lune
Le principal défi est sans doute de concilier le besoin de communication sur la Lune avec celui de maintenir une zone de silence radio. La zone protégée de la Lune (appelée Shielded Zone of the Moon, SZM) se trouve sur la face de la Lune opposée à la Terre. C’est le seul endroit véritablement «silencieux» du point de vue radioélectrique à proximité de la Terre. La masse de la Lune bloque en effet le «bruit» constant des transmissions radio terrestres et satellites orbitant autour de la Terre, ce qui en fait un site inestimable pour la radioastronomie.
Les scientifiques prévoient d’exploiter cette zone pour observer l’Univers dans des conditions uniques. Ici ils peuvent
- capter de faibles signaux issus des «âges sombres cosmiques» (une époque antérieure à la formation des premières étoiles), qui sont bloqués sur la Terre par l’ionosphère, la région de l’atmosphère terrestre s’étendant de 60 à 1000 km d’altitude ;
- détecter des ondes gravitationnelles dans un environnement sismiquement stable et à des températures pouvant descendre jusqu’à -250 °C ;
- et rechercher d’éventuels signes d’intelligence extraterrestre dans le vide spatial, à l’abri des perturbations météorologiques.
Si le développement nécessaire des réseaux de communication lunaires n’est pas rigoureusement encadré, les émissions involontaires risquent de perturber ces observations extrêmement sensibles. La préservation de la zone protégée de la Lune est donc au cœur de la coordination internationale, notamment dans le cadre du Règlement des radiocommunications de l’UIT-R (art. 22), afin que, tout en développant les communications lunaires, nous ne perdions pas la capacité à écouter l’Univers. Ces enjeux font actuellement l’objet de travaux au sein d’une Commission d’étude de l’UIT-R.
L’OFCOM, qui y participe activement, se prépare en vue de la Conférence mondiale des radiocommunications (CMR-27) qui se tiendra du 18 octobre au 12 novembre 2027 à Shanghai (Chine). C’est lors de ce sommet mondial que des décisions déterminantes seront prises, tant sur ce point relatif à la Lune, que sur d’autres thèmes majeurs liés à l’harmonisation internationale du spectre des fréquences.